沥青质与胶质聚集对油—水界面稳定性的微观作用机制

摘要

为探究沥青质与胶质分子的油—水界面聚集行为及成膜微观作用机制,利用分子动力学模拟方法改变沥青质与胶质分子数,构建7种沥青质与胶质分子摩尔比的原油—极性组分—水界面体系模型,揭示沥青质、胶质及二者混合后在油—水界面的分子排列聚集过程和成膜特征。结果表明:沥青质分子聚集初期在油、水相表面分别形成孤立的小聚集体,引入胶质分子增强界面所有极性组分分子之间的联系,致使孤立性聚集结构消失;存在沥青质分子的体系在氢键和π—π堆积共同作用下形成超分子结构;沥青质与胶质分子摩尔比从1∶4增加到4∶1,界面膜厚度和界面形成能绝对值分别从2.748 nm和163.34 kJ/mol增加到3.365 nm和249.37 kJ/mol,沥青质分子对促进界面膜形成并保持结构稳定的作用显著高于胶质分子的。该结果为油水乳化稳定机制的解释及破乳技术的开发提供依据。