3三元複合體係對殘餘油的乳化作用

微觀實驗過程中通過錄像係統實時采集圖片，根據實驗結果，總結三元複合體係對殘餘油乳化的作用。

3.1三元複合體係驅替時殘餘油啟動運移

3.1.1相同界麵張力、不同界麵擴張黏彈性的三元複合體係對殘餘油的作用

體係4、體係5、體係6的界麵張力超低,體係5的界麵擴張模量大，體係4和體係6的界麵擴張模量小。圖3給出了3個體係驅替時殘餘油的啟動運移情況：體係5乳化油滴少且油滴較大;體係4和體係6乳化的油滴小且多，同時出現了乳化油絲現象。說明界麵張力相同的情況下，降低界麵擴張模量有利於殘餘油乳化。體係4和體係6使用了不同類型的表麵活性劑與堿，而界麵張力與界麵擴張模量相近。體係4和體係6驅替過程中殘餘油的啟動運移方式相近，說明改變堿型與表活劑類型後隻要三元複合體係界麵性質不變，其驅替殘餘油的機理不變。

圖3相同界麵張力、不同界麵擴張黏彈性的三元複合體係對殘餘油的作用

3.1.2不同界麵張力、相同界麵擴張模量的三元複合體係對殘餘油的作用

圖4給出了體係1—體係3在驅替過程中殘餘油啟動運移的形式，體係1界麵張力在10-1mN/m數量級，體係2和體係3界麵張力在10-2mN/m數量級，3個體係的界麵擴張模量相同。體係1驅替時殘餘油乳化作用最弱，體係2和體係3在驅替時都能將殘餘油大量的乳化成油滴。由此可以得到：在界麵擴張模量相同的情況下，降低界麵張力有利於乳化作用的發生。

3.1.3界麵張力、界麵擴張模量均不同的三元複合體係對殘餘油的作用

圖5給出了體係2、體係3、體係5驅替過程中殘餘油啟動運移的形式，體係5使油水界麵張力達到超低，界麵擴張模量為10 mN/m，對殘餘油的乳化作用弱，隻有少量的油滴形成；體係2和體係3降低油水界麵張力到10-2mN/m數量級，界麵擴張模量在5 mN/m左右，驅替過程中殘餘油乳化成大量小油滴，乳化作用強烈。界麵張力達到超低的體係5乳化殘餘油的效果比界麵張力10-2mN/m數量級的體係2和體係3乳化殘餘油的效果差，表明界麵擴張黏彈性在殘餘油乳化過程中發揮重要作用。

圖4相同界麵擴張模量、不同界麵張力的三元複合體係對殘餘油的作用

圖5不同界麵張力、不同界麵擴張黏彈性的三元複合體係對殘餘油的作用

3.2界麵張力及界麵擴張黏彈性與殘餘油乳化的關係

三元複合驅替時的顯著現象是乳化，乳化油滴的過程是將殘餘油逐步采出的過程，由於這個過程是局部的，殘餘油受到的阻力要比整體啟動時的阻力小很多，界麵張力對乳化作用有影響，殘餘油受到的黏滯力等作用足夠克服界麵張力時殘餘油才有可能發生形變，界麵擴張黏彈性決定了殘餘油形變大小和保持形變的難易程度。

微觀驅替結果表明，三元複合體係對殘餘油的乳化作用隨著界麵張力和界麵擴張黏彈性的改變而改變。界麵張力為10-1mN/m數量級、界麵擴張黏彈性為3～4 mN/m的情況下，由於界麵張力較大導致界麵膜穩定而不容易發生形變，殘餘油很難乳化(見圖4(a))；界麵張力超低，界麵擴張黏彈性在10 mN/m以上的情況下，油水界麵膜可以發生形變，在高界麵擴張模量的作用下，形變很小並且形變後很容易恢複，殘餘油的乳化作用有微弱增強(見圖3(b))；界麵張力達到10-2mN/m數量級並且界麵擴張模量在3～4 mN/m之間時有利於乳化發生，這時滿足了界麵膜發生形變的條件，形變的難度小，發生形變後恢複原狀的作用弱，形變超過一定的程度，在界麵張力的作用下殘餘油極易乳化出油滴(見圖4(b)、4(c))；一種特殊的情況：界麵張力超低，界麵擴張模量小得無法測量時，這種情況下油水界麵膜極易發生形變，形變後基本不會恢複，同時油水界麵張力低界麵膜的收縮作用很弱，形變很大時也不會發生界麵膜的斷裂，表現為乳化油絲(見圖3(a)、3(c))。

從體係2(或體係3)與體係5的對比中可以得到：油水界麵張力降低到10-2mN/m數量級後，繼續降低界麵張力(體係5)可以使乳化發生的可能性增大，但如果界麵擴張模量較大，則界麵膜形變的阻力強且界麵膜在形變後恢複能力也強，導致乳化作用提高有限(見圖5(c))。油水界麵張力為10-2mN/m數量級時，不降低界麵張力而考慮降低界麵擴張模量(體係2或體係3)，低界麵張力保證乳化可以發生，界麵擴張模量降低使油水界麵膜形變容易發生且形變發生後可以維持，最終乳化作用得到顯著增強(見圖5(a)或5(b))。超低界麵張力的體係5的乳化作用比界麵張力隻有10-2mN/m數量級的體係2和體係3的乳化作用弱(見圖5(c)與圖5(a)、(b)比較)，說明界麵張力超低的三元複合體係由於自身較高的界麵擴張黏彈性，限製了驅油體係對殘餘油的乳化作用，而界麵張力在10-2mN/m數量級的三元複合體係降低界麵擴張黏彈性後也可以很好地乳化殘餘油。

綜上，界麵張力和界麵擴張模量綜合影響三元複合體係對殘餘油的乳化作用。界麵張力達到10-2mN/m數量級後殘餘油可以大量乳化；且界麵張力降低到10-2mN/m數量級後適當地降低三元複合體係的界麵擴張黏彈性能夠顯著增強對殘餘油的乳化作用；界麵張力和界麵擴張模量越低，乳化作用越強；隨著界麵張力和界麵擴張模量的降低，殘餘油的乳化作用從乳化油滴向乳化油絲轉變。

4結論

(1)隨著界麵張力和界麵擴張模量的降低，殘餘油乳化作用增強，乳化形式從乳化油滴向乳化油絲轉變。

(2)界麵張力達到10-2mN/m數量級後，降低界麵擴張模量可以顯著增強三元複合體係對殘餘油的乳化作用，此時油水界麵擴張黏彈性是選擇驅油體係時需要考慮的因素。