在管道运输过程中，常常会在管道内形成水合物导致堵塞。在过去几十年里，研究人员致力于通过添加水合物抑制剂来降低堵塞的可能性。然而目前的研究中缺少结合视觉观察和界面特性来理解水合物抑制剂对水合物颗粒间附着力的影响。

 针对这一挑战，华南理工大学化学与化工学院王燕鸿、樊栓狮团队研究利用MMF测量了CP水合物在三种热力学抑制剂（乙醇、尿素（酰胺）和NaCl（盐类））和抗团聚抑制剂（Span 80和卵磷脂）存在下的颗粒间粘附力。

 如图1所示CP水合物的平均附着力为4.36 mN/m。CP水合物与乙醇、尿素和氯化钠的附着力分别为5.52、32.52和39.81 mN/m。所有在热力学抑制剂存在下测量的粘附力均已增加。图1 CP/水的界面张力为42.98 mN/m，加入乙醇后，浓度降至38.21 mN/m，加入尿素后分别提升至43.80和45.21 mN/m。界面张力的微小影响源于热力学抑制剂并非界面活性物质。然而，界面张力会影响油与水之间的兼容性。在相同条件下，添加氯化钠会降低CP相在水中的溶解度，导致水合物的形成速率和转化程度降低。因此，在相同温度下，水合物的附着力由热力学抑制强度和油/水的界面张力决定。

图1 CP水合物的附着力与CP/水的界面张力（无热力学抑制剂和加用热力学抑制剂）

 Span 80和卵磷脂对CP水合物附着力的影响如下所示图5所示。在Span 80浓度为0.1、0.5和1 wt%时，CP水合物的附着力分别为0.41、0.37和0.30 mN/m。报告数据显示，当Span 80在油相中浓度达到1.0wt%时，水合物附着力从6.1±1.3降至3.8±1.5 mN/m（下降37.7%）。对于含卵磷脂的CP水合物，对应的附着力分别为1.02、0.64和0.32 mN/m。结果显示，抗团聚抑制剂浓度增加时，附着力会降低。

图2 CP水合物在无抗凝集抑制剂或配合抗凝集抑制剂时的平均粘附力

 相关工作成果近日以 “Interfacial Adhesion Forces of Hydrate Particles in the Presence of Hydrate Inhibitors”为题发表在化工领域国际期刊《Langmuir》。文章通讯作者为华南理工大学化学与化工学院樊栓狮教授和王燕鸿副研究员，第一作者为华南理工大学化学与化工学院博士生张文娟，论文作者还包括化学与化工学院郎雪梅副研究员。该研究得到了广东海洋经济发展特别项目（六大海洋产业）（GDNRC[2022]46）、广州重点研发项目（202206050002和202206050001）以及中国国家自然科学基金（21736005和51876069）的资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721012377?via%3Dihub