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十六烷基三甲基氯化铵胶束流变和减阻性能研究

作　者: 谢晓玲
导　师: 方波
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 十六烷基三甲基氯化铵(CTAC) 粘弹性胶束 流变性质 减阻性能
分类号: O648.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文研究了十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)与水杨酸钠(NaSal)、反式肉桂酸钠(trans-CANa,简称CA)、反式邻氯肉桂酸钠(trans-Ortho-ClCANa,简称OClCA)等反离子形成胶束的过程,着重考察胶束体系的流变性质和减阻性能,获得以下主要结论：1)在一定的浓度配比下获得CTAC/NaSal粘弹性胶束体系,当CTAC与NaSal的摩尔浓度比在0.6左右时,相对粘度出现最大值,粘弹性胶束体系的结构最强。温度对体系的粘度影响显著,当温度升至50℃时,胶束的粘弹性基本消失。丙三醇可显著降低CTAC/NaSal胶束溶液粘度。2)以CA和OClCA为新型反离子可分别与CTAC形成粘弹性胶束新体系,具有良好的粘弹性、触变性和剪切变稀性。明确了CA和OClCA对CTAC形成胶束流变性的影响。相同条件下,OClCA与CTAC形成胶束的结构更强。非线性共转Jeffreys本构方程模型可表征上述胶束体系的粘度随剪切速率变化曲线,模拟结果与结果吻合良好。3)粘弹性CTAC/CA胶束和CTAC/OClCA胶束体系均具有良好的减阻效果,为减阻、胶束新体系。CTAC/CA体系的减阻率随Re的增大出现最大值,其临界雷诺数Recr随着CTAC浓度的增大而增大；当CTAC与CA的摩尔浓度比为5mM/15mM时,在光滑管和粗糙管中的最大减阻率分别为72%和63%。在一定组成下,CTAC/OClCA胶束体系减阻率随Re的增大而增大；当(CTAC与OClCA摩尔浓度比为5mM/10mM和5mM/15mM时,在光滑管和粗糙管中的减阻率可分别达到85%和77%。进一步明确了反离子对减阻效果的影响。本文研究结果对进一步开展表面活性剂胶束减阻研究提供一定基础。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-11
第2章 粘弹性表面活性剂胶束及其在减阻方面的研究进展  11-16
  2.1 粘弹性表面活性剂胶束体系的研究  11
    2.1.1 离子型表面活性剂  11
    2.1.2 两性离子表面活性剂  11
    2.1.3 非离子表面活性剂  11
    2.1.4 Gemini表面活性剂  11
  2.2 粘弹性光流变表面活性剂胶束体系的研究  11-12
  2.3 表面活性剂减阻的研究  12-15
    2.3.1 表面活性剂的减阻机理  12-13
    2.3.2 表面活性剂减阻的影响因素  13
    2.3.3 表面活性剂减阻在国内外的研究进展  13-15
    2.3.4 表面活性剂减阻的应用开发进展  15
  2.4 本课题的研究内容  15-16
第3章 CTAC/水杨酸钠胶束体系粘度的研究  16-25
  3.1 引言  16
  3.2 实验部分  16-17
    3.2.1 试剂和仪器  16
    3.2.2 实验方法  16-17
  3.3 结果与讨论  17-24
    3.3.1 纯水中CTAC/NaSal胶束体系粘度的研究  17-19
    3.3.2 丙三醇/水混合溶剂中CTAC/NaSal胶束体系粘度的研究  19-24
  3.4 本章小结  24-25
第4章 CTAC/肉桂酸钠和CTAC/邻氯肉桂酸钠胶束流变性质研究  25-42
  4.1 引言  25
  4.2 实验部分  25
    4.2.1 试剂和仪器  25
    4.2.2 实验方法  25
  4.3 结果与讨论  25-41
    4.3.1 CTAC与CA和OClCA形成胶束的性能  25-26
    4.3.2 CTAC/CA胶束体系流变性质研究  26-30
    4.3.3 CTAC/OClCA胶束体系流变性质研究  30-34
    4.3.4 CTAC/CA和CTAC/OClCA胶束体系流变性质的比较  34-37
    4.3.5 CTAC/CA和CTAC/OClCA胶束体系本构方程的研究  37-41
  4.4 本章小结  41-42
第5章 CTAC/肉桂酸钠和CTAC/邻氯肉桂酸钠胶束减阻性能研究  42-59
  5.1 引言  42
  5.2 实验部分  42-44
    5.2.1 试剂和仪器  42-43
    5.2.2 实验方法  43-44
  5.3 结果与讨论  44-58
    5.3.1 CTAC/CA胶束体系减阻性能研究  44-50
    5.3.2 CTAC/OClCA胶束体系减阻性能研究  50-55
    5.3.3 CTAC/CA和CTAC/OClCA胶束体系减阻性能的比较  55-58
  5.4 本章小结  58-59
第6章 总结与展望  59-60
  6.1 总结  59
  6.2 建议进一步开展的工作  59-60
参考文献  60-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间发表文章  67

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 胶体化学（分散体系的物理化学） > 胶体
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