粘弹性胶束
压裂液体系发展和高温压裂液体系
—耐温在120℃以内
（三）低分子瓜胶压裂液
1、基本原理
应用“分子设计”与缔合作用机 理，近年开发的全新理论的新型压 裂液体系，具有“低粘高弹、无需 破胶和回收再利用”等特点。
2001年Halliburton公司Weaver 等人提出：新型粘弹性压裂液技术
2002年Weaver等人提出：无需 破胶剂的新型压裂液技术
145
140
温度（℃）
高温压裂液的耐温耐剪切性能
0.6%HPG+0.75%ZB-2高温交联剂+0.5%DO-3温度稳定剂+
η (mPa.s)
600 500 400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 100 120 140 200 180 160
η T
140 120 100 80 60 40 20 0
双自由基·O—O·是聚 合物降解的引发剂
提高压裂液的耐温性能的措施
3、除氧剂
硫代硫酸钠：还原剂，是目前高分子聚合物使用最广泛的稳定剂。 但也有文献证明，硫代硫酸根离子在室温下不是一种有效的除氧剂。 亚硫酸钠：比硫代硫酸钠更有效的硫酸盐与氧分子相互作用产生的产物或中间基团可能造成液体粘度 有一定的损失。
粘弹性表面活性剂结构
清洁压裂液的基本原理
（二）清洁压裂液
2、水基压裂液与清洁压裂液造缝特性对比
聚合物压裂
清洁压裂液压裂
页岩
砂 体
页岩
（二）清洁压裂液
3、实例
NTX2100 清洁压裂液的粘温曲线
（二）清洁压裂液
4、优点
—低伤害 —低滤失
—易返排
—缝高易控制
5、缺点 —成本普遍比植物胶压裂液成本高一倍以上
什么是胶束？
什么是胶束？胶束是由聚合物或表面活性剂形成的一种高级结构，它在化学和生物科学领域具有广泛的应用。
胶束由一层外壳包裹住水或溶剂，形成了一种微小的封闭空间。
在这个空间中，溶剂分子被包裹在外壳内部，形成了稳定的分散体系。
胶束可以在溶液中悬浮或分散许多种类的物质，从而改变它们的性质和行为。
一、胶束的结构和形成机制1. 胶束的结构胶束由两部分组成：头基（亲水基团）和尾基（亲油基团）。
在溶液中，头基朝向水相，尾基朝向油相。
通过表面活性剂或聚合物形成的胶束，可以将水溶性物质包裹在内部，形成水溶胶；也可以将油溶性物质包裹在内部，形成油溶胶。
示例包括洗涤剂中的胶束、纳米粒子等。
2. 胶束的形成机制胶束的形成是通过疏水相互作用和疏水效应驱动的。
当头基和尾基的疏水性不平衡时，分子会自组装形成胶束。
在水溶液中，通常是由表面活性剂分子聚集形成。
表面活性剂分子具有两性性质，一端吸附在水相中，另一端朝向油相。
二、胶束的应用领域1. 洁净剂和乳化剂胶束的一个重要应用是在洁净剂和乳化剂中。
由于头基和尾基的不同特性，胶束可以有效地吸附和包裹油污和污垢，从而提高洗涤效果。
同时，它们还能够稳定乳液，使油水混合物更加均匀分散。
2. 药物传递系统由于胶束能够包裹和稳定药物分子，在药物传递系统中具有重要意义。
通过调整胶束的组成和结构，可以控制药物的释放速率和靶向性，从而提高药物的治疗效果和减少副作用。
3. 精细化工和材料科学胶束广泛应用于精细化工和材料科学领域。
它们可以用作催化剂的载体、生物传感器、纳米材料的模板等。
胶束还可以帮助调控多相反应的速率和选择性，在催化、化学分离等领域具有重要应用价值。
4. 生物科学和医学胶束在生物科学和医学中也具有重要作用。
它们可以用于细胞膜模拟、药物输送、基因传递等方面的研究。
通过合理设计胶束的结构和功能，可以实现对生物体系的精确控制和修饰。
三、结语胶束作为一种特殊的高级结构，具有广泛的应用前景。
它们在洁净剂、药物传递系统、精细化工和生物科学领域都发挥着重要作用。
粘度原理
牛顿粘性定律指出，流体的剪切应力与速度梯度（或剪切速率）成正比，比例系数即为流体的粘度，如式（1-3）所示。
（1-3）式中，为剪切应力，Pa；为剪切应变，量纲为1；为剪切速率，s-1；为粘度，Pa s 。
凡满足牛顿粘性定律的流体，称为牛顿流体。
例如低速流动的水、硅油和空气等。
对牛顿流体而言，粘度只是温度的函数，在一定温度下，粘度保持恒定，与速度梯度（或剪切速率无关）。
一般液体的粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。
凡不满足牛顿粘性定律的流体称为非牛顿流体。
例如，高分子溶液和熔体、膏霜、悬浮液、乳液、表面活性剂胶束溶液等。
非牛顿流体的粘度一般随剪切速率和温度而变化。
非牛顿流体的性质与牛顿流体有显著区别，通常具有剪切变稀、触变性、粘弹性等特殊性质；部分牛顿流体（如膏霜类）还具有屈服应力。
若对流体施加不同的剪切速率，流体的稳态剪切粘度随剪切速率的增大而减小，则该流体称为剪切变稀流体或拟塑性流体，若材料的稳态剪切粘度随剪切速率的增大而增大，则该流体称为剪切增稠流体或胀塑性流体。
若对材料施加剪切应力，在超过某个临界应力之前，材料保持不流动状态；只有当剪切应力超过该临界应力后，材料才能流动，这种材料表现出屈服应力现象。
触变性是材料的一个重要的依时特性，包括剪切触变性和温度触变性。
触变性流体的表观粘度同时与剪切速率、剪切历史或受热历史相关。
剪切滞后环是重要的触变性研究和分析方法，剪切速率随时间按一定变化规律（如按三角波或梯形波）作用于材料上，考察材料内部应力随时间或剪切速率的变化关系。
若剪切速率随时间按等腰三角形变化并作用于流体上，流体将得到滞后环，如下图一种粘弹性胶束体系的滞后环粘弹性是指材料既具有流体的黏性，同时又具有固体的弹性的性质，是材料另一重要的依时特性。
在小振幅震荡流场中对材料施加复应力：则对粘弹性流体而言，产生的复应变为：定义复模量：则称为弹性模量（或储能模量，Storage modulus），表示材料的弹性对复模量的贡献。
胶束的性质结构及应用
胶束的结构
• 胶束的形状可呈球状、层状、棒状，其尺寸大小在1nm-1000nm 之间， 这样的系统是均相的、热力学稳定系统，把它称为缔合胶束溶液或称为 胶束电解质溶液，是胶体分散系统的重要组成部分。
胶束的形成
• 单个表面活性剂分子在溶于水后，完全被水分子包围，分子中的亲水基 团有被水吸引的趋势，而亲油基团则被水排斥，因此表面活性剂分子占 据溶液表面，在表面吸附，将其亲油基团伸向空气。这种表面吸附达到 饱和后，如果表面活性剂的浓度继续增加，则溶液内部的表面活性剂分 子将采取另一种对水迚行排斥的方式，即分子中的长链亲油基团通过分 子间吸引力相互缔合，自身相互抱成团，而亲水基团则伸向水中，与水 分子结合，形成聚集体，即胶束。 从实验数据可知，当表面活性剂溶液的浓度达到一定值后胶束开始形成， 浓度越大形成的胶束越多。胶束开始明显形成时溶液中表面活性剂的浓 度称为临界胶束浓度（Critical
• • • 非极性有机物增溶物在胶束内部 极性长碳链有机物（如醇类、胺类等）增溶在表面活性剂分子之间 既不溶于水也不溶于油的有机物（如某些染料、苯二甲酸二甲酯等） 增溶在胶束表面
•
极性有机物（如苯甲酚等）增溶在非离子型表面活性剂聚氧乙烯链 “外壳”中
胶束的性质—— 胶束增溶方式的示意图
胶束的应用
——作为自修复涂料
自修复涂料可以复制生物系统的一些愈合功能，它不仅能及时 与周围环境隔离开来，防止迚一步扩大受创伤的范围，又能及 时自动修复被划伤、擦伤或受损的表面，保持其表面的美ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与 光泽，延长涂膜的使用寿命，具有很大的经济前景。聚合物胶 束作为自修复涂料相比于传统涂料有以下优点：
A. 在潮湿环境中或升高温度 (大于 100℃) 时，仍能保持稳定 良好的自修复能力；，韦雄雄，樊 安 ，张粉艳。 聚合物胶束的研究及应用迚 展。西北大学化工学院，西安航天动力试验技术研究所。《离子交换与 吸附》，2013,29,（6）：569~576
阴离子型粘弹性表面活性剂基凝胶的制备和性能
阴离子型粘弹性表面活性剂基凝胶的制备和性能刘德新a 赵修太a 邱广敏a 岳湘安b *(a 中国石油大学石油工程学院 山东257061;b 中国石油大学提高采收率研究中心 北京102249)摘 要 以油酸钾和氯化钾形成的粘弹性表面活性剂体系(V ES -Y )为基础,在VES -Y 中加入交联剂(N ,N c -亚甲基双丙烯酰胺)和引发剂(N a 2S 2O 8),在N 2气保护下,于60e 下恒温24h ,聚合得到阴离子型粘弹性表面活性剂凝胶(VES -G )。
对V ES -G 和V ES -Y 体系的耐温、抗有机烃、破胶及对储层伤害等性能进行了室内评价。
结果表明,VES -G 体系的耐温和抗剪切性能得到大幅度改善,对有机烃的敏感性明显减弱,破胶后VES -G体系的性能与VES -Y 体系基本一致;且通过岩心流动实验证实,VES -G 体系对储层不存在伤害,渗透率保留率>99%。
关键词 粘弹性表面活性剂,凝胶,粘度,油酸钾,渗透率,阴离子型中图分类号:O 647.2 文献标识码:A 文章编号:1000-0518(2008)07-0865-032007-08-12收稿,2007-11-23修回国家十五科技攻关项目(2003BA613A -07-05)通讯联系人:岳湘安,男,教授,博士生导师;E-m ai:l yxa @b j .cn ;研究方向:油气田开发、流体力学表面活性剂在达到临界胶束浓度(C MC )时开始形成球状胶束,在适宜的条件下(如含盐量),若进一步增加其浓度,球状胶束就可能沿非轴向增长形成热力学平衡态聚集体)柔性蠕虫状胶束,即形成粘弹性表面活性剂体系(VES)[1~5]。
目前,VES 在石油工业中主要作为压裂液[6,7],其用量约为聚合物基压裂液用量的50%。
VES 压裂液配制简单,溶解性能良好,对地层无伤害并能使充填层保持良好的导流能力,排液能力强,压裂液残渣几乎为零,几乎不改变油层的润湿性并且能够有效的稳定粘土,使压裂过程中的表皮效应和油层污染接近于零,因此也叫清洁型压裂液。
胶束在医学诊断与治疗中的应用
胶束在医学诊断与治疗中的应用胶束是一种结构复杂、功能多样的体系，由一种或多种分子（称为表面活性剂）在水或其他溶液中形成的一种微小胶粒。
胶束具有形态可控、负载性强、水溶性好、生物相容性高等特点，吸引了众多科学家的研究兴趣。
随着医学领域的深入发展，研究者们发现，胶束在医学诊断与治疗中有着广泛的应用前景。
一、胶束在肿瘤治疗中的应用胶束可以将药物封装于其内部，从而使得药物具有更好的稳定性，延长其在体内的周期。
肿瘤治疗药物疗效的提高一直是人们研究的焦点。
胶束技术可以将药物有效地靶向瘤组织，减小药物对健康组织的损伤，提高肿瘤治疗的效果。
目前，迄今为止研发出的最有前途的肿瘤特异性药物Taxol，就是通过胶束技术进行输送。
胶束对于提高药物的整体性能、改善药品的生物利用度等方面都有非常大的价值。
二、胶束在生物传感中的应用生物传感器又称生物探测器，是一种具有高灵敏度、高选择性、高速度、低成本、易操作等优点的现代化分析检测技术。
胶束在生物传感技术中具有热稳定性强、不易破坏、具有承载性、良好的分散性和可调节的表面性质等优越特点。
一些研究者利用胶束构建了光学传感器、电学传感器、质谱传感器等等，实现了对生物分子、生物体、细胞等的测量，极大地提高了人类对于生物体的分析能力。
三、胶束在细胞成像中的应用细胞成像技术是现代医学研究的重要手段之一。
胶束可以将荧光染料等细胞成像剂包封在内部，形成核酸、蛋白质或病毒等荧光标记物的载体，从而实现对细胞的快速、准确成像。
此外，由于胶束生物相容性高、毒性低，因此其在体内表现出良好的生物相容性和组织兼容性，可以被用于生物药物成像、动态监测以及临床诊断。
四、结论综上所述，胶束在医学诊断与治疗中的应用前景广阔，为医学研究带来了新的思路和解决方案。
未来，人类将在胶束技术领域上持续不断的推出新的产品和技术，使得胶束在医学领域中的应用更加广泛，同时也为医学事业发展注入新的活力。
蠕虫状胶束的黏弹性及其应用
相互 交缠的蠕虫状胶束增加 了诸如高分子类 流体 的黏性 。 当受 到剪 切作 用时 ，这些胶束会发 生断裂并会进一 步再生成 ， 所以也有 人把 这类 高分子称 为 “ 活性高分子” 这类结构亦相应 ， 地被 称为 “ 分子” ］ 。蠕虫状胶束 的微观 结构可 以用冷冻蚀 刻 电镜 （ｒｏＴ Ｍ） ｃｙ —Ｅ ，或由动态 光散射直接观在流变性上具有其特有性质的一种非常重要的表面活性剂聚合结构，即黏弹性蠕虫状胶束 的重要应用 其 内容包括了由阴离子， 两性离子和高分子表面活性剂形成的相应体系。 应用范围更是涉及了油田化学品，
药物减水剂和个人护理品及家居用品的增浓等。 关 键词】 黏弹性表面活性剂体系；蠕虫状胶束；流变学
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第３ ５卷 总第 １ ９ ７ 期
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蠕虫状胶束 的黏 弹性及 其应 用
冯 尚华 ，赵仁高 ，李衍 飞
（ 山学院 材料与化学工程系，山东 泰安 ２ １２） 泰 ７０１
黏弹性表面活性剂蠕虫状胶束及其应用
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图 ２ 蠕 虫状胶 束 示意 图
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（ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ Ｗｅ ｓ ｔ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ＆ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ 。 Ｃｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ５ ０ ０ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
胶束的定义和结构
胶束的定义和结构胶束是一种由表面活性剂分子组成的胶状结构。
表面活性剂是一类分子，具有亲水头部和疏水尾部，这使得它们在水溶液中形成胶束结构。
胶束在生活和科学研究中起着重要作用, 例如在洗涤剂、化妆品和药物传递系统中。
胶束的结构由表面活性剂分子的特殊排列方式决定。
在水溶液中，表面活性剂分子以头部朝向水分子、尾部相互靠近的方式聚集在一起。
这种聚集形成了一个微小的球状结构，称为胶束。
在胶束中，疏水尾部相互排斥，而亲水头部与水分子相互作用。
这种排列方式使得胶束的外部与水分子相容，而内部则排斥水分子。
因此，胶束的结构可以看作是水分子包裹在表面活性剂分子形成的球状结构中。
胶束的形成是由于表面活性剂分子的特殊性质。
表面活性剂分子具有两个部分：一个是亲水性头部，可以与水分子相互作用；另一个是疏水性尾部，不与水分子相容。
当表面活性剂分子溶解在水中时，由于疏水尾部的存在，它们会互相靠近以减少与水分子的接触。
当表面活性剂分子的浓度达到临界胶束浓度时，它们会自组装形成胶束结构。
胶束的大小和形状可以根据表面活性剂分子的特性和环境条件进行调控。
一般来说，胶束的直径在几纳米到几十纳米之间。
当胶束的尺寸小于光的波长时，它们可以散射光线，表现出乳白色或浑浊的外观。
这种现象被称为Tyndall 散射。
胶束在生活中有着广泛的应用。
在洗涤剂中，胶束可以将油脂和污渍包裹在内部，使其在水中分散并易于清洗。
在化妆品中，胶束可以帮助去除皮肤表面的污垢和化妆品残留物。
在药物传递系统中，胶束可以包裹药物分子，并在体内释放，提高药物的疗效和生物利用度。
胶束是由表面活性剂分子组成的胶状结构。
它们的形成是由于表面活性剂分子的特殊性质，使其在水溶液中自组装形成微小的球状结构。
胶束在洗涤剂、化妆品和药物传递系统中有着广泛的应用。
通过研究胶束的定义和结构，我们可以更好地理解胶束在不同领域的应用和作用机制。
VES_SL粘弹性表面活性剂压裂液的研究及现场应用
VES -SL 粘弹性表面活性剂压裂液的研究及现场应用李爱山1,2,杨 彪2,马利成2,鞠玉芹2,黄 波2(1.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东东营257061;2.中国石化股份胜利油田分公司采油工艺研究院,山东东营257000)摘要:为了降低压裂改造过程中压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,开发研制了VES -SL 粘弹性表面活性剂压裂液,并利用RCV6300毛细管流变仪等试验仪器,对该压裂液的性能进行了研究。
室内评价结果表明,VES -SL 粘弹性表面活性剂压裂液在100℃和170s -1的条件下,经过1h 的剪切,其粘度在130m Pa s 以上;在120℃和170s -1的条件下,经过1h 的剪切,其粘度达50m Pa s 以上;随剪切时间的延长,该压裂液粘度变化很小;随温度的降低,该压裂液粘度具有很好的恢复性。
试验结果表明,该压裂液粘度高且成本低,对地层的伤害要比H PG 压裂液低50%左右。
现场试验证实,VES -SL 粘弹性表面活性剂压裂液的摩阻相当于清水摩阻的25%～30%,比HPG 压裂液的摩阻低1M P a /1000m ,2口压裂井共增产原油5600t 。
使用该压裂液进行压裂施工,可以有效地降低压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,同时提高油井的增产效果。
关键词:压裂液;粘度;地层伤害;裂缝导流能力;现场试验中图分类号:TE357.12文献标识码:A 文章编号:1009-9603(2006)06-0097-04 在低渗透油藏的改造过程中,为了降低压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,开发了种类繁多的压裂液体系[1]。
其中,由于粘弹性表面活性剂压裂液体系对油藏和支撑裂缝伤害小且易返排,而成为压裂液领域的研究重点。
粘弹性表面活性剂压裂液不含高分子聚合物,其增稠性能是由特殊的表面活性剂分子来实现的,这些具有特定结构的表面活性剂分子[2]溶解到水中后,能够形成一种类似于高分子线团结构的胶束,从而使得水溶液具有较高的粘度,因此可以作为压裂液使用。
胶束的分层上层结构
胶束的分层上层结构一、胶束的定义胶束是由一定浓度的表面活性剂在某种介质中形成的一种具有特殊结构的胶状体。
二、胶束的组成胶束由两部分组成：表面活性剂分子和溶剂分子。
表面活性剂分子由亲水基团和疏水基团组成，其中亲水基团与溶剂分子相互作用，疏水基团则在内部形成疏水核心。
三、胶束的形成过程1.分散态：在无表面活性剂存在的情况下，溶剂分子均匀分散。
2.溶剂表面活性剂吸附：表面活性剂分子吸附在溶剂的界面上，形成单分子膜。
3.胶束核形成：当表面活性剂浓度超过临界胶束浓度时，表面活性剂分子开始聚集形成胶束核。
4.胶束生长：胶束核不断吸附周围的表面活性剂分子，胶束不断生长。
5.均匀分散：当胶束生长到一定大小时，胶束之间开始均匀分散在溶液中。
四、胶束的分层结构胶束内部的分层结构可以分为三层：亲水头基层、疏水烃链层和亲水尾基层。
1. 亲水头基层亲水头基层是胶束内部靠近溶剂的一层，由亲水基团组成。
这些亲水基团与溶剂中的水分子相互作用，使胶束能够在水中分散。
2. 疏水烃链层疏水烃链层是亲水头基层外面的一层，由疏水基团组成。
这些疏水基团会聚在一起，形成疏水烃链，将亲水头基层包裹在内。
3. 亲水尾基层亲水尾基层是胶束内部靠近胶束核的一层，由亲水基团组成。
这些亲水基团会与胶束核内的亲水基团相互作用，使胶束核稳定。
五、胶束的功能1.清洁作用：胶束能够将油脂等污垢包裹在疏水烃链层内，使其在水中分散，从而起到清洁作用。
2.分散稳定作用：胶束能够将颗粒分散在溶液中，防止其聚集沉淀。
3.乳化作用：胶束能够将油和水混合形成乳状液。
4.药物输送：胶束可以作为药物的载体，将药物包裹在胶束内，提高药物的稳定性和生物利用率。
六、胶束的应用领域1.洗涤剂：胶束作为洗涤剂的重要成分，可以有效清洁衣物和皮肤上的油脂污垢。
2.化妆品：胶束可以作为化妆品的基础成分，具有良好的分散稳定作用和温和的清洁效果。
3.药物传递：胶束可以用于药物的输送，改善药物的生物利用率和降低副作用。
粘弹性胶束酸压裂液反应性能研究
摘 要 以十 六叔胺 、 酸 、 盐 冰醋 酸 、 氯化钾 、 化镁 为 主要 原料 研 制 了粘 弹性 胶 束 酸压 裂 液 ， 氯
考察 了各 组分 对胶 束酸 岩反 应缓释 性 能 的影响 。 结果 表 明 ， 六叔 胺 粘 弹性 胶 束 酸 压 裂液 体 系的 十 最低 临界会 溶 温度 （ Ｃ Ｔ 处 于 ２ ￣ ～３ ￣ 十 六叔 胺 、 ＬＳ ） ６Ｃ ６Ｃ。 氯化 钾 、 化 镁 、 氯 盐酸 和 冰 醋 酸 配 比等 对
一
１型磁 力加 热搅 拌 器 （ 海江 星仪 器有 限公 司 ） 上 。
１２ 实验方 法 ．
（ ）称一 定量 的十六叔 胺 和适 量水加 入烧 杯 中 １
（ 加 无 机 盐 ， 再 称 量 一 定 量 的 盐 加 入 ） 搅 拌 均 如 则 ， 匀 ， 后 边 搅 拌 边 加 入 适 量 的 盐 酸 直 到 形 成 均 匀 的 然
６ Ｈ Ｏ质量 分 数 分 别 为 １ 、 ％ 、 ％ 、 ％ 时 的大 理 ％ ２ ３ ４
石 溶蚀 量 。
药 集 团化学 试 剂 有 限公 司 ， 析 纯 ） 去 离 子 水 （ 分 ； 华 东理工 大 学 提 供 ） 大 理 石 块 （ ×１ ｒ Ｘ１ ７ ｒ， ； １ｍ ｃ ｒ ． ｅ ｃｉ ａ 自制 ） 。Ｆ ２ ０ Ａ ０ ４型 电 子 天 平 （ 海 衡 平 仪 器 厂 ） 上 ； Ｈ Ｈ一２恒温水 浴 锅 （ 苏省 金坛 市宏 华 仪器 厂 ） ７ 江 ；８
３ 、 ％ ， 化 氢 质 量 分 数 分 别 为 ２ ％ 、２ ５ 、 ％ ４ 氯 ０ ２． ％
是酸 诱 导 体 系 。 叔 胺 与 Ｈ 反 应 生 成 ［ Ｈ， ｃ 。 Ｎ ， 为稠 化剂 。大量 Ｈ Ｈ］ 作 包在 ［ 。 Ｎ 形 ｃ 。 Ｈ］ Ｈ 成 的胶 束 中 ， 延缓 了 Ｈ 的传 质 速 度 ， 使得 十六 叔 胺 粘弹性 胶束 酸压 裂 液具 有 缓 释 性 能 。叔 胺 类 粘
简述胶束的结构及应用原理
简述胶束的结构及应用原理胶束的结构胶束是由表面活性剂分子或其他分子在溶液中聚集形成的一种结构。
它在溶液中存在着两种相：胶束内部是一种微区域，它是由表面活性剂分子或其他分子聚集形成的核心区域；胶束外部是由溶剂分子构成的连续相。
胶束的最基本结构单元是由若干表面活性剂分子通过亲疏水相互作用组成的聚集体。
在胶束形成之前，表面活性剂的分子处于散乱分布的状态。
当溶液中的表面活性剂浓度增加到一定程度时，它们开始以胶束的形式存在。
胶束的应用原理胶束在各个领域有着广泛的应用，主要基于其独特的特性和结构。
以下是一些常见的胶束应用原理：1.清洁剂：胶束在清洁剂中具有乳化、分散和去污的功能。
由于胶束的构造，其分子表面有亲水基团和疏水基团，在清洁剂中，胶束可以将水和油相互乳化，从而去除污垢。
2.药物传递系统：胶束可以作为药物传递系统，将药物封装在胶束核心中，以提高药物的稳定性和生物可及性。
通过调节胶束的表面性质和结构，可以实现药物的控释和靶向释放，从而提高药物治疗效果。
3.墨水和染料：胶束可以用作染料和墨水的分散剂。
由于胶束的表面张力降低，可以有效分散并稳定颜料颗粒，同时胶束还可以增加颜料和染料的溶解度。
4.润滑剂：胶束可以用作润滑剂，减少表面摩擦和磨损。
胶束在润滑剂中形成一层薄膜，降低表面间的接触，从而减少了摩擦和磨损。
5.食品添加剂：胶束可以用作食品添加剂，改善食品的质感和稳定性。
胶束可以增加食品的粘稠度和口感，并防止乳化分相和沉淀。
胶束的应用实例1.洗涤剂：洗衣液中的胶束可以将水和油相互乳化，从而去除衣物上的污渍。
2.药物输送系统：胶束可以作为药物输送系统，将药物封装在胶束中，保护药物免受外界环境的影响，并实现药物的控释和靶向释放。
3.染料和墨水：胶束可以用作染料和墨水的分散剂，稳定颜料颗粒，防止沉淀和分相。
4.车用润滑剂：胶束可以用作车用润滑剂，减少机械表面的摩擦和磨损，提高机器的使用寿命。
5.食品添加剂：胶束可以用作食品添加剂，改善食品的质感和稳定性，提高食品的口感和保鲜性。
胶束与临界胶束浓度
胶束与临界胶束浓度1. 胶束的概念和特点1.1 胶束的定义胶束是一种由表面活性剂分子在溶液中自组装形成的微小结构。
表面活性剂分子由亲水头部和疏水尾部组成，头部亲水性强，尾部疏水性强。
在适当的条件下，表面活性剂分子会聚集在一起，使尾部相互接触，头部暴露在溶液中，形成球形或椭球形的微小胶束。
1.2 胶束的结构胶束的结构由表面活性剂的性质和溶液条件决定。
一般情况下，胶束由一个或多个层次组成，包括亲水头部、疏水尾部和水平面。
表面活性剂分子的尾部聚集在一起，形成疏水核心，头部暴露在溶液中。
胶束的大小通常在10-100纳米之间。
1.3 胶束的稳定性胶束的稳定性取决于表面活性剂的浓度和环境条件。
当表面活性剂浓度低于临界胶束浓度时，无法形成胶束，分子间相互作用较弱，容易解聚。
当浓度超过临界胶束浓度时，分子间作用增强，胶束形成，具有一定的稳定性。
2. 临界胶束浓度的定义和影响因素2.1 临界胶束浓度的定义临界胶束浓度（Critical Micelle Concentration，CMC）是指在一定温度下，溶液中形成胶束所需的最低表面活性剂浓度。
当表面活性剂浓度低于CMC时，无法形成胶束，分子间相互作用较弱。
当浓度超过CMC时，胶束开始形成。
2.2 影响临界胶束浓度的因素临界胶束浓度受多种因素影响，主要包括以下几个方面：2.2.1 表面活性剂的结构表面活性剂的结构对临界胶束浓度有重要影响。
一般来说，表面活性剂的疏水链越长，临界胶束浓度越低。
这是因为疏水链越长，表面活性剂分子之间的疏水相互作用增强，更容易形成胶束。
2.2.2 温度温度对临界胶束浓度也有影响。
一般来说，随着温度的升高，临界胶束浓度会下降。
这是因为温度升高会增加表面活性剂分子的热运动能量，使分子间相互作用减弱，更容易形成胶束。
2.2.3 pH值pH值对临界胶束浓度也有一定影响。
不同的表面活性剂在不同的pH条件下，临界胶束浓度可能会发生变化。
这是因为pH值的变化会影响表面活性剂的电离状态和溶解度，从而影响胶束的形成。
压裂酸化技术难点和挑战
压裂酸化技术难点和挑战正如在我国石油工业“十五”规划报告指出的一样：现在我国石油工业面临的形势是新区勘探开发困难，老区的增产挖潜还有大量的工作要做。
其中，常规的井网加密已经效果不大，对酸化压裂措施的认识不够。
同时，增产措施改造的对象越来越复杂，改造目标已经从低渗、单井发展到了中、高渗和油田整体主要的难题集中在以下几个方面：1.复杂岩性油气藏指的是陆源碎屑岩、碳酸盐岩和粘土矿物以一定比例均匀存在，没有任何一种成份在主导地位。
典型的代表是玉门酒西盆地的清溪油田，该油田储量高、品位好，但是储层矿物组成十分复杂。
由于矿物的不连续分布，酸压后只能形成均匀、低强度的刻蚀；而水力压裂由于发生支撑剂嵌入和粘土矿物的水敏、碱敏现象严重，因此目前酸压和水力压裂技术对这类储层多为低效或无效。
只能考虑从液体体系上改进工艺措施。
2.高温、超高温、深层、超深层和异常高压地层以准葛尔盆地、克拉玛依、塔里木和吐鲁番为代表，如柯深101井，压力系数为2.0，温度135摄氏度，千米桥潜山地区井深4000m—5700m，温度在150摄氏度到180度之间。
这种地层的技术难点往往是需要的施工压力和压裂酸化液体不能达到要求；酸液的反应时间短，酸蚀作用距离短。
3.低渗、低压、低产、低丰度“四低”储层如中石油的长庆苏里格气田压力系数在0.8—0.9，渗透率为0.5—3.0达西，中石化的大牛地油田压力系数0.67—.0.98，渗透率仅为0.3—0.9达西。
类似的这种储层在我国占很大的比例，由于产生水锁现象进而产生很难解除的水相圈闭，如果不采用特殊的工艺手段，很难得到高效开发。
4.凝析气藏代表有千亿方的塔里木迪那气田和中原白庙深层凝析气藏。
这类油田酸化压裂最大的问题是由于压力降低后凝析油的析出产生凝析油环，大大降低了天然气的产量。
5.高含硫，高含二氧化碳油田这类油田有被誉为“南方海相勘探之光”的普光气田（储量高达1144亿立方米）；580亿立方米的罗家寨气田。
粘弹性表面活性剂技术在酸化中的应用_叶艳
粘弹性表面活性剂技术在酸化中的应用叶艳1吴敏2陈馥1胡星琪1(1.西南石油学院化学化工系 2.中国石油西南油气田分公司天然气研究院)摘要粘弹性表面活性剂(VES)技术在压裂液中已成功应用多井次,并取得良好效果。
介绍了一种应用粘弹性表面活性剂的新型转向酸液技术,主要用于碳酸盐岩非均质地层的酸化。
该体系因其独特的流变性且无聚合物、无固相,因而施工后在地层无滞留物,返排彻底,对地层的伤害小。
其适用井温可达100e左右,是一种理想的新型酸液体系。
主题词粘弹性表面活性剂酸化转向胶束自成胶酸化是油气田增产的主要措施。
多年的室内研究和现场施工表明,酸液的滤失控制是酸化施工的关键之一。
为有效控制酸液滤失,延缓酸岩反应速度,达到均匀布酸的目的,目前已形成的酸液体系主要有:胶凝酸、乳化酸、活性酸、泡沫酸、控滤失酸等。
其中由Schlumberger DOWE LL公司研制的控滤失酸液体系比常规胶凝酸降滤失系数提高50%左右[1],但由于该体系使用了合成的聚合物,在现场使用中仍存在聚合物残余物在地层中滞留造成一定程度的地层损害,以及返排困难等问题。
自上世纪90年代以来,国外已成功地将粘弹性表面活性剂(简称VES)技术用于压裂液[2]。
粘弹性是一种能在很多胶体体系尤其是许多表面活性剂溶液中观察到的现象。
通过简单地使溶液产生涡旋后观察捕集在样品中的空气泡的弹性碰撞,很容易发现溶液的粘弹性。
在这些溶液中形成的聚集体可用电子双折射、流动双折射、核磁共振、流变性、动力学和中子散射实验等进行表征。
这些研究结表明,在一定的浓度范围内,这些溶液与缠结状的聚合物体系具有相同的动力学性质[3]。
能配出粘弹性溶液的许多表面活性剂都是一些具有吡啶钅翁或三甲基铵盐端基的阳离子表面活性剂以及长链脂肪酸的季铵盐类阳离子表面活性剂,典型的例子有十六烷基吡啶水杨酸和十六烷基三甲基铵水杨酸盐。
VES压裂液是长链脂肪酸的季铵盐类阳离子表面活性剂溶解在盐水中形成的胶束溶液,其胶束主要呈蚯蚓状或柔性长圆棒状,相互之间高度缠结形成可逆的三维空间网状结构,表现出独特而优良的流变性、粘弹性、剪切稀释性等[4]。
胶束的特性与在医学领域的应用研究进展
胶束的特性与在医学领域的应用研究进展介绍胶束是在水中形成的具有高度结构可控性、多功能性和生物相容性的纳米粒子体系，由于其特殊的结构和性质，在医学领域得到了广泛的应用。
本文将介绍胶束的特性和在医学领域的应用研究进展。
第一部分：胶束的特性1.1 胶束的定义和形成机制胶束是一种由表面活性剂分子组成的结构可控的微生物体系。
其形成机制是水溶液中表面活性剂分子的聚集自组装。
表面活性剂分子在水中能够形成亲水头部和疏水尾部，这使得它们倾向于聚集在一起，以尽可能地将其疏水尾部隐藏在集合体的内部，同时保持水分子与亲水头部的相互作用。
1.2 胶束的结构和特性胶束具有复杂的结构，主要包括亲水头部和疏水尾部。
亲水头部通常是羧基、羟基或氨基等带电基团，疏水尾部通常是碳氢链或芳香族分子，疏水尾部的长度和有机基的性质决定了胶束的大小和特性。
由于表面活性剂分子在胶束中的组成和排列方式是有序的，因此可以控制胶束的大小、形状、结构和性质，例如表面荷电性、溶解度、稳定性等。
第二部分：胶束在医学领域的应用研究进展2.1 胶束在药物传输中的应用胶束在药物传输方面的应用是其最广泛的领域之一。
胶束可以将水不溶性的药物包裹在内部，提高药物的水溶性和稳定性，同时可以降低药物的毒性和副作用。
近年来，利用胶束进行药物传输的研究日益增多。
例如，聚乙烯醇-十二烷基磺酸钠复合胶束可用于 paclitaxel 的传输，有效提高了其溶解度和稳定性。
另外，也有研究利用利用胶束在目标部位释放药物，例如利用表面修饰的蛋白质或其他生物大分子，将胶束定向到特定的靶细胞或组织。
2.2 胶束在医学诊断中的应用胶束在医学诊断中的应用也越来越受到关注。
例如，利用胶束包裹核酸探针，可以提高其特异性和敏感性，用于检测病毒和癌细胞。
在分子影像学中，胶束可以作为荧光探针被用于生物成像，逐步成为生物神经学、分子生物学和遗传学研究的重要工具。
2.3 其他医学领域中的应用除了药物传输和医学诊断，胶束在其他医学领域中也有广泛的应用。
胶体粘弹性及其应用研究
胶体粘弹性及其应用研究胶体是一种特殊的物质，其粒子的大小在10^-9 ~ 10^-6m之间，处于微观尺度。
胶体物质具有许多优异的性质，如高比表面积、界面活性和分散性，同时还表现出了诸如荧光、磁性、光学、电学、热学等多种性质。
胶体作为一种极为重要的材料，在生物、地质、化学、物理等学科领域中发挥着不可替代的作用。
而粘弹性是材料表现出的一种特殊的物理性质，即粘度和弹性的结合体现。
许多材料在受到外力或应变后，不仅会延展变形，而且还会保持变形后的状态，这种表现即为粘弹性。
这种粘弹性在胶体中的表现尤为明显，因为胶体中的粒子非常小，所以粘弹性主要由液相和颗粒之间的相互作用力产生。
由于胶体粒子的小尺度和粘弹性的特殊性质，胶体粘弹性的研究一直是材料学、胶体科学和物理学研究的热点之一。
在过去的几十年里，人们认识到胶体粘弹性是很多自然界和工业领域中重要的问题，如胶凝、涂料、润滑、稳定，甚至是多数传统的工程材料的形成和性能都与胶体粘弹性有关。
胶体粘弹性的研究不仅在纯理论上有着重要的科学意义，同时在实际的应用中也有着巨大的潜力。
有很多体系就是利用了胶体粘弹性产生的特殊性质，发展出了一些广泛应用的技术和材料。
下面我们就来看一些胶体粘弹性的应用。
1. 胶体分散液利用胶体分散液的特殊稳定性，人们可以将胶体粘弹性用于制备新型涂料和油墨。
涂料中添加胶体粘弹性的颗粒，可以增加涂料的粘度和稠度，使之较好的涂覆在被涂面上，使涂膜盈满毛孔，防渗和防腐蚀的效果也更好。
此外，还可以在涂料中加入氧化铝、氧化铁等颜料，让涂料具有银灰色等颜色。
在制备油墨中，控制胶体粘弹性通过改变其稠度可以实现不同流动性能，并适应不同印刷方式和气候环境。
同时，人们还可以通过控制颜料的粒径和分散状态来调整墨水的黏度和稳定性，增加油墨的颜色和光泽度。
2. 天然高分子除了合成材料之外，胶体粘弹性在自然界中也得到了充分发挥。
天然高分子物质例如鱼鳔、昆虫果胶、海藻多糖等都是拥有粘弹性质的物质。
粘弹性胶束
42
双瓢尔菜基-2-羟乙基-丁基-双季铵盐
43
双瓢尔菜基-2-羟乙基-丁基-双季铵盐 粘弹性胶束体系特殊的粘温关系
现代化工技术进展
粘弹性胶束体系 流变和减阻性质研究进展 Character
报告人: 方 波 教授
00000
华东理工大学化工学院流变学研究室
2011年11月17日
提纲
1 2 3 4 5 6
1
非牛顿流体流变学概要 表面活性剂的性质和结构 粘弹性胶束体系的特殊流变性质 光敏粘弹性胶束体系 粘弹性胶束体系的典型应用（减阻和强化采油） 结语
R N H 2X
R N (CH 3 ) 2 CH 2COO
27
非离子表面活性剂
名称 烷基聚氧乙烯醚， （烷基聚乙二醇醚，脂肪 醇聚乙二醇醚） 烷基酚聚氧乙烯醚 聚氧乙烯烷醇酰胺 烷基聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合物 脂肪酸聚氧乙烯酯 多羟基表面活性剂， （多羟基物与脂肪酸 酯化物）
球形胶束
棒状或蠕虫状胶束
31
球形双层囊泡
胶束微观结构（冷冻透射扫描电镜图 Cryo-TEM）
Threadlike micelles in a cryo-TEM image of an aqueous solution of 5 mM cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) with 3 mM Na-p-iodobenzoate. Compare the low-dose image (A) with the high-dose image (B) and note the overall loss of material and fi ne detail. Note also the “lasso-type” TLM seen in this field of view.
胶束epr效应
胶束epr效应胶束EPR效应胶束EPR（Electron Paramagnetic Resonance）效应是指在胶束体系中，电子顺磁共振信号的强度和形状受到胶束的影响而发生变化的现象。
胶束是由表面活性剂分子组成的微观尺度的聚集体，其内部形成了水溶液中的有序结构。
胶束具有独特的结构和性质，对于物理、化学和生物学等领域有着广泛的应用。
胶束EPR效应的研究对于深入了解胶束体系的结构和性质具有重要意义。
胶束EPR效应的产生与胶束内部的微环境有关。
在胶束内部，水分子和表面活性剂分子之间形成了水合壳层，这种水合壳层的性质与胶束的结构和组成密切相关。
由于表面活性剂分子的不均匀分布和取向，水合壳层的性质在胶束内部存在空间分异。
这种空间分异导致了电子顺磁共振信号的强度和形状发生变化，即胶束EPR效应的产生。
胶束EPR效应的研究对于理解胶束体系的结构和性质具有重要意义。
通过测量胶束内部电子顺磁共振信号的强度和形状，可以获取胶束内部的微环境信息，如水合壳层的性质、表面活性剂分子的取向等。
这些信息可以帮助我们了解胶束体系的组成和结构，并为胶束在化学、生物学等领域的应用提供理论基础。
胶束EPR效应的研究还可以揭示胶束体系中的分子运动行为。
胶束内部的分子运动受到胶束的限制和约束，与胶束的结构和性质密切相关。
通过测量胶束内部的电子顺磁共振信号，可以研究胶束内部分子的旋转、扭曲等运动行为，进而了解胶束体系的动力学性质。
胶束EPR效应的研究还可以探讨胶束体系中的物质传输过程。
胶束内部的微环境对于物质的扩散和传输起着重要的作用。
通过测量胶束内部的电子顺磁共振信号，可以研究胶束内部物质的扩散和传输过程，了解胶束体系的传输性质。
这对于胶束在药物传递、催化反应等领域的应用具有指导意义。
胶束EPR效应是指在胶束体系中，电子顺磁共振信号的强度和形状受到胶束的影响而发生变化的现象。
胶束EPR效应的研究对于理解胶束体系的结构和性质、揭示胶束内部的分子运动行为、探讨胶束体系中的物质传输过程具有重要意义。
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表面活性剂的性质和纳米自组装结构
25
表面活性剂的分类
阴离子表面活性剂
种 类 名称 烷基硫酸盐 烷基苯硫酸盐 肥皂 α 烯基磺酸盐 羟基烷基磺酸盐 阴 离 子 表 面 活 性 剂 典型结构式 R1-CH(-R2)-SO3Na R-C6H4-SO3Na， R=C10~13 R-CH2-COONa， R=C10~16 R1-CH2-CH=CH-(CH2)n-SO3Na， R2-CH2-CH(OH)-(CH2)m-SO3Na R1=C8~12，n=1-3；R2=C7~13，n=1-3 脂肪醇硫酸盐 脂肪醇醚硫酸盐， 烷 基醚硫酸盐 α 磺基脂肪酸甲酯 醇醚羧酸盐 壬基酚聚氧乙烯醚 羧酸盐 R-CH2-O-SO3Na， R=C11~17 R1(R2)-CH-CH2-O-(CH2CH2O)n-SO3Na R1=H，n=1-4 R-CH-(SO3Na)-COOCH3 R=C14~16 R-O-(CH2CH2O)n-CH2COONa C9H19-C6H4-O-(CH2CH2O)n-CH2COONa FAS FES, AES SES,MES AEC APEC 缩写 SAS LAS AOS
G" tan G'
G"
0 sin 0
17
两种组成不同的胶束体系的粘弹性
1000
1000
100
G',G",G* (Pa)
G',G",G* (Pa)
100
10 G' G" G* 1 0.1 1 10 Stress (Pa) 100 1000
10 G' G" G* 1 0.1 1 10 Stress (Pa) 100 1000
38
12-2-12水溶液冷冻电镜
A-0.26%
B-0.5%
C-0.62%
D-0.74%
39
12-2-12水溶液冷冻电镜
E-1.0
41
剪切诱导粘度的特殊变化 （Shear induced Structure， SIS）
Effect of the shear rate on the viscosity of a 1-wt.% solution of 12-2-12 in D2 O.
非牛顿流体流变学概要
Introduction on Non-Newtonian Fluid Rheology
2
牛顿流体和虎克固体
牛顿粘性定律
du dy
d dt
剪切应力与速度梯度或剪切速率成正比，比例系数为粘度。在一定温度下， 粘度为常数。
虎克定律-纯弹性体
G
26
阳离子、两性表面活性剂
种类 阳离子 表面活 性剂 两性离 子表面 活性剂
名称 卤化烷基季铵盐 卤化烷基吡啶 卤化烷氧基羟丙基 季铵盐 卤化烷基铵盐 甜菜碱
典型结构式
R N (CH 3 )3 X
R (C 2 H 5 N ) X
R O CH 2CH (OH )CH 2 N(CH 3 )3 X
当外力大于某临界应力值时，材料才始流动，该临界 应力称为屈服应力。
4
非牛顿流体及种类
非牛顿流体的分类
5
非牛顿流体的性质
• • • • • • •
6
剪切变稀 （Shear Thinning） 剪切增稠 （ShearThickening） 屈服应力 （Yield Stress） 触变性（thixotropy） 粘弹性（visocoelasticity） 爬竿效应（Weissenberg效应） 湍流减阻效应（Toms效应）火焰喷射器
28
1.2 阳离子表面活性剂溶液的相图
Schematic phase diagram for cationic surfactant solutions
29
The history of the physical chemistry of micellar solutions
• 1913年J.W. McBain 最早提出胶束结构状态。
12
流变反应动力学耦合过程
粘弹性——另一个依时特性
• 材料同时具有粘性和弹性的属性，称为粘弹性。 • “刚柔相济” 的特性
• 体现自然辩证法的一般规律:
“一切差异都在中间阶段融合，一切对立都经过中间环节而互相 过渡”。 • 小振幅振荡剪切流场中获得粘弹性指标，如弹性模量G’、粘性模 量G”、复模量G*。
1.McBain, J.W.Trans. Faraday Soc . 1913,9, 99.
2.McBain, J.W.Colloid Chemistry,vol. 5, Alexand er, J., Ed., Reinhold, New York,1944, p. 102.
30
表面活性剂稀溶液的自组装结构
11
化妆品凝胶乳液室温下的触变曲线
（A）制备出24小时，（B）制备120天。分别含维他命和不含维他命酯类
Stability of cosmetic formulations containing esters of Vitamins E and A: Chemical and physical aspects International Journal of Pharmaceutics 327 (2006) 12–16
18
非牛顿流体粘度随剪切速率变化一般规律
第一牛顿区、幂律区、第二牛顿区
19
典型广义牛顿流体本构方程
幂律模型 （Power’s Law Model）
K n
或
K n 1 K ' n '
K-稠度系数
20
n-流型参数
截断幂律模型
0 , 0 n 1 0 ( ) , 0 0
42
双瓢尔菜基-2-羟乙基-丁基-双季铵盐
43
双瓢尔菜基-2-羟乙基-丁基-双季铵盐 粘弹性胶束体系特殊的粘温关系
典型结构式
R-O-(CH2CH2O)nH R-C6H4-O-(CH2CH2O)nH RCONH(C2H4O)nH， RCON(C2H4O)n(C2H4O)mH， RCONHC2H4OH RO(C3H6O)m(C2H4O)nH RCOO-(CH2CH2O)nH C11H23COOC6H11O4, (失水山梨醇单月桂酸酯)
球形胶束
棒状或蠕虫状胶束
31
球形双层囊泡
胶束微观结构（冷冻透射扫描电镜图 Cryo-TEM）
Threadlike micelles in a cryo-TEM image of an aqueous solution of 5 mM cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) with 3 mM Na-p-iodobenzoate. Compare the low-dose image (A) with the high-dose image (B) and note the overall loss of material and fi ne detail. Note also the “lasso-type” TLM seen in this field of view.
线性粘弹性Maxwell本构方程
~ ~ t ~ G
在小振幅振荡流场中的解
G
,
Maxwell 本构方程
G2 2 G' 1 2 2 G" G 1 2 2
24
剪切应力与应变成正比，比例系数为杨氏模量G。
3
非牛顿流体及种类
• 拟塑性流体 (pseudo-plastic fluid)
粘度随剪切速率增大而减小，剪切变稀流体。 • 涨塑性流体（dilatant fluid） 粘度随剪切速率增大而增大，剪切增稠流体。 • 含屈服应力的流体(fluid with yield stress)
现代化工技术进展
粘弹性胶束体系 流变和减阻性质研究进展 Character
报告人: 方 波 教授
00000
华东理工大学化工学院流变学研究室
2011年11月17日
提纲
1 2 3 4 5 6
1
非牛顿流体流变学概要 表面活性剂的性质和结构 粘弹性胶束体系的特殊流变性质 光敏粘弹性胶束体系 粘弹性胶束体系的典型应用（减阻和强化采油） 结语
冠心病 (CHD)
急性中风ischemic stroke (IS)
严重异常急性中风
9
LDPE(低密度聚乙烯)熔体的滞后环
10
触变性的成因
• 对纯牛顿流体，在应力-剪切速率曲线上，得到一 条过原点的直线，上行线与下行线重合。
• 对非牛顿流体，由于材料受力后，结构破坏和恢 复速度不同，出现内部应力滞后现象。
34
新一代低聚表面活性剂
35
低聚表面活性剂-Gemini
36
低聚阳离子活性剂表面张力曲线
37
Gemini独特的流变特性
• 具有短链连接基团的Gemini在相当低的浓度下表现出很高 的粘度 • DTAB溶液浓度为10%时，粘度与水相近。 • 1% 的Gemini12-2-12 生成巨大的线性胶束 • 5%的Gemini12-2-12，粘度为几百Pa.s，具有粘弹性 • 7%的Gemini 12-2-12 ，形成凝胶。
剪切变稀和剪切增稠
7
非牛顿流体的依时特性—触变性
• 若流体的应力或粘度随剪切时间的增大而减小，并最终
达到平衡粘度，该特性称为正触变性，简称触变性。 • 若流体的应力或粘度随剪切时间的增大而增大，并最终 达到平衡粘度，该特性称为反触变性（antithixotropy )。