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烷基糖苷表面活性剂界面张力与润湿性相关性研究（二）
来源： 《地质科技情报》 浏览 8 次 发布时间:2025-12-12
3 界面张力与润湿性改变的关系
3．1 液固界面张力计算
将朱定一等[1侧求解液固界面张力的思路运用到油一固一水润湿系统中，可以得到水固界面张力y和油固界面张力y。的计算公式：
式中：0为接触角。
根据式(1)和式(2)可知，通过测量原油一载玻片一APG溶液润湿系统的接触角和油水界面张力，即可得到该系统的水固界面张力和油固界面张力。实验与计算结果如表I所示。
由表I可知，并非油水界面张力越低，润湿性的改变就越明显，3种界面张力的变化均会引起润湿性的变化，但都不与其变化轨迹完全一致或完全相反。为了获得各种界面张力对润湿性的影响程度，下面引入灰色关联分析方法进行处理。
表 1 原油、载玻片、APG 溶液的各种界面张力| 含亲水载玻片的润湿系统 | 含亲油载玻片的润湿系统 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| No | 接触角/(°) | 油水界面张力 (mN/m) | 水固界面张力 (mN/m) | 油固界面张力 (mN/m) | No | 接触角/(°) | 油水界面张力 (mN/m) | 水固界面张力 (mN/m) | 油固界面张力 (mN/m) |
| 0 | 41.0 | 7.8 | 6.4 | 7 | 1 | 123.2 | 3.8 | 7.6 | 4 |
| 1 | 43.6 | 5.2 | 5 | 2 | 2 | 128.5 | 5 | 0 | 3 |
| 2 | 48.5 | 3.3 | 3 | 3 | 3 | 136.8 | 8 | 6 | 5 |
| 3 | 57.9 | 4.4 | 4 | 4 | 4 | 156.6 | 2 | 2 | 2 |
| 4 | 56.7 | 0 | 0 | 0 | 5 | 156.3 | 0 | 0 | 0 |
| 5 | 54.8 | 0 | 0 | 0 | 6 | 149.8 | 0 | 0 | 0 |
| 6 | 55.6 | 1 | 3 | 5 | 7 | 151.9 | 0 | 0 | 0 |
| 7 | 56.4 | 0 | 0 | 0 | 8 | 154.5 | 0 | 0 | 0 |
| 8 | 56.7 | 1 | 3 | 5 | 9 | 156.1 | 0 | 5 | 0 |
3．2 灰色关联分析
灰色关联分析是通过对统计序列几何关系的比较来分清系统中多因素间的关联程度，序列曲线的几何形态越接近，则它们之间的关联度越大。油水、水固、油固界面张力对接触角影响程度的灰色关联分析步骤如下。
(3)计算灰关联度并进行优势因素分析 对某因素的灰关联系数取平均值，即得其与参考因素的灰关联度：
按照各因素与参考因素问的灰关联度大小进行排序，关联度越大，表明该因素对参考因素的影响越强烈。
根据以上步骤对表1中的数据进行处理，得到各种界面张力与接触角问的灰关联度(表2)。
表 2 不同界面张力与接触角的灰关联度| 接触角/(°) | 关联系数 r | 接触角/(°) | 关联系数 r | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| γwo | γws | γos | γwo | γws | γos | ||
| 41.0 | 0.397 | 0.519 | 0.389 | 123.2 | 0.542 | 0.561 | 0.369 |
| 43.6 | 0.512 | 0.606 | 0.504 | 128.5 | 0.678 | 0.687 | 0.533 |
| 48.5 | 0.568 | 0.561 | 0.567 | 136.8 | 0.728 | 0.722 | 0.745 |
| 57.9 | 0.797 | 1.000 | 0.781 | 156.6 | 0.982 | 1.000 | 0.738 |
| 56.7 | 0.730 | 0.840 | 0.720 | 156.3 | 0.901 | 0.913 | 0.724 |
| 54.8 | 0.704 | 0.768 | 0.699 | 149.8 | 0.878 | 0.887 | 0.766 |
| 55.6 | 0.637 | 0.679 | 0.633 | 151.9 | 0.808 | 0.813 | 0.726 |
| 56.4 | 0.630 | 0.676 | 0.625 | 154.5 | 0.799 | 0.805 | 0.709 |
| 56.7 | 0.626 | 0.674 | 0.622 | 156.1 | 0.793 | 0.799 | 0.700 |
| 灰关联度 | 0.622 | 0.703 | 0.616 | 灰关联度 | 0.790 | 0.799 | 0.668 |
由表2可知，无论是对原油一亲水载玻片一APG溶液润湿系统，还是对原油一亲油载玻片一APG溶液润湿系统，各界面张力对接触角的灰关联度大小顺序均为γsw>γwo>γso。即水固界面张力是影响润湿性的主要因素。因此，若要增强固体的亲水性，降低水固界面张力是首要的努力方向。
4 结论(1)表面活性剂分子在水固体面的吸附模式是决定其改变润湿性的关键因素，但并非其以疏水基朝外吸附即能使亲水固体向亲油反转；也并非其以亲水基朝外吸附即能使亲油固体向亲水反转。
(2)油水、水固、油固界面张力的变化均会引起润湿性的改变，且水固界面张力的影响最明显，其次为油水界面张力。