Chất hoạt động bề mặt sunfat là sản phẩm của phản ứng este hóa giữa axit sunfuric và ankanol. Nhóm sunfat tan nhiều trong nước hơn nhóm sunfonat do có một nguyên tử oxy trong liên kết. Nhưng liên kết C-O-S trong chất HĐBM sunfat dễ phân hủy hơn liên kết C-S trong sunfonat. Do đó, với những mỏ có nhiệt độ cao, khả năng
ứng dụng của chất hoạt động bề mặt này có phần hạn chế.
Ưu điểm của chất HĐBM ankyl ethoxylat hay propoxylat gắn nhóm sunfat hoặc sunfonat là phân tử có sự kết hợp nhiều nhóm kỵ nước và nhóm ưa nước có thể sử
dụng hiệu quả khi hoạt động riêng lẻ. Hơn nữa chúng có khả năng phân hủy sinh học tốt và tan tốt trong nước biển.
Các chất HĐBM cacboxymethy ethoxylat
Công thức của các chất HĐBM này như sau:
COONa CH ) O CH CH ( O R− − 2 2 n − 2
Chiều dài dây R và số nhóm n quyết định tính chất của chất HĐBM này. Người ta hy vọng rằng sự thay đổi R và n có thể đạt được những chất hoạt động bề mặt có khả năng tăng cường thu hồi dầu tốt. Nhóm chất hoạt động bề mặt này có khả năng bền nhiệt (khá) và tan ở nồng độ chất điện ly cao.
Một nghiên cứu của Stryker (1990) với 6 nhóm ethoxy carboxymethyl có khả
năng chịu được nồng độ muối cao trong khoảng 10 – 30% NaCl. Với R, từ hexan đến decan, thì chúng có khả năng bền nhiệt đến 100oC. trong các sản phẩm đó, một chất biểu hiện được khả năng làm giảm sức căng đến dưới 0,1 mN/m mà không dùng chất trợ hoạt động bề mặt.
18
Một sản phẩm thương mại cũng được giới thiệu với R (C9H19 – C6H4) và n = 4 có khả năng ứng dụng tốt trong lĩnh vực thu hồi dầu.
Đây là chất HĐBM đặc trưng, khả năng ứng dụng trong các lĩnh vực tẩy rửa sẽ
bị giới hạn do việc điều chế khó khăn cũng như giá thành cao. Ở pH thấp, chất HĐBM này sẽở dạng axit. Còn ở pH cao hơn, chúng sẽở dạng anion carboxylate.
Các chất HĐBM ethoxylat alcohol
Công thức của các chất HĐBM này như sau:
OH EO R− n −
Đây là hợp chất HĐBM không ion, tính ưa nước (khả năng tan trong nước) của chúng được quyết định bởi liên kết hydro của nước với nhóm ethoxylat, nguyên tử oxy và nhóm hydroxyl tạo liên kết hydro với nước mạnh hơn nhóm este và amid.
Mỗi nguyên tử oxy đóng góp một phần vào tính tan trong nước, càng nhiều oxy càng làm tăng tính tan của chất HĐBM.
Nồng độ CMC của chất HĐBM không ion nhỏ hơn khoảng 100 lần so với nồng
độ CMC của các chất HĐBM anion với cùng chiều dài dây ankyl.
Hoạt tính bề mặt không bị ảnh hưởng bởi các ion cứng có trong nước. Tuy nhiên độ tan của chúng tăng lên khi có mặt axit HCl và ion Ca2+. Nồng độ chất điện ly cao (Na+) làm giảm độ tan do hiệu ứng đẩy của muối.
Nhược điểm của chất hoạt động bề mặt ethoxylat là tính nhạy của chúng với nhiệt độ. Khi tăng nhiệt độ, độ tan của chúng giảm và làm dung dịch chất hoạt động bề
mặt đục.
Điểm đục là nhiệt độ tại đó chất hoạt động bề mặt không ion không thể hòa tan và tách ra khỏi dung dịch làm dung dịch trở nên đục.
Với ethylen oxit, điểm đục sẽ giảm khi độ dài gốc alkyl tăng hoặc số nhóm ethylen oxit giảm xuống. Điều này làm giảm khả năng ứng dụng của chất hoạt động bề
mặt trên cơ sở ethylen oxit. Chúng có khả năng ứng dụng tốt trong lĩnh vực tẩy rửa,
được dùng để tăng cường khả năng tẩy rửa bên cạnh LAS, chịu được nước cứng. Chúng có thể dùng trong thu hồi dầu nhưng chỉ với những mỏ dầu có nhiệt độ
không cao và phải có những nghiên cứu cụ thể để tránh hiện tượng tủa của chúng khi nhiệt độ vỉa thay đổi.
19