不同酯化度的酯基季铵盐阳离子表面活性剂的制备及性能

实验以十二烷基二甲基叔胺(NDT)与环氧氯丙烷(ECH)为原料,合成中间体(2,3-环氧丙基)十二烷基二甲基氯化铵。经正交实验确定的最佳合成条件为:以丙酮为溶剂,反应时间4 h,反应温度30℃,n(NDT):n(ECH)=1:1;再与长链饱和烷基脂肪酸反应,合成不同酯化度的酯基季铵盐阳离子表面活性剂(Ⅰ、Ⅱ)。降解实验结果表明,酯基季铵盐阳离子表面活性剂(Ⅰ、Ⅱ)降解性能优异,降解性随着疏水链的增长而减小,属易生物降解的阳离子表面活性剂。     

月桂酸阳离子酯表面活性剂的合成及性能

实验以十二叔胺与环氧氯丙烷合成环氧中间体N-2,3-环氧丙基二甲基十二烷基氯化铵,再与月桂酸反应制备了月桂酸阳离子酯表面活性剂2-羟基-3-十二酰氧丙基-二甲基十二烷基氯化铵(HDAC)。考察了反应条件对产物收率的影响,合成中间体的最佳条件为:反应温度25℃,n(环氧氯丙烷):n(十二叔胺)=1:1,时间约24 h。再用活性中间体与月桂酸在丙酮中以等物质的量比于60℃反应8 h得到柔软性能良好的HDAC,其水溶液的临界胶束浓度为0.85 mmol/L,表面张力为27.38 mN/m。     

二羟基丙基二甲基十二烷基氯化铵的合成及性能

研究了利用 3氯 1 ,2丙二醇和二甲基十二烷基胺合成新型阳离子表面活性剂二羟基丙基二甲基十二烷基氯化铵的合成工艺 ,并研究了其溶液性能。     

新型含酯基结构季铵盐杀菌剂的合成

以十二烷基二甲基叔胺、环氧氯丙烷、月桂酸为原料,经两步反应合成了一种新型含酯基季铵盐杀菌剂(2-羟基-3-月桂酰氧基丙基)十二烷基二甲基氯化铵(HFAC)。第一步的最佳合成条件为:n(环氧氯丙烷):n(十二烷基二甲基叔胺)=1.2、反应温度25℃、反应时间4h,此时中间体十二烷基-(2,3-环氧丙基)二甲基氯化铵(HYAC)的收率为82.54%。第二步的最佳合成条件为:n(月桂酸):n(HYAC)=1.2、反应温度60℃、反应时间6 h,此时目标产物HFAC的收率为92.58%。用傅里叶变换红外光谱、元素分析、氢核磁共振和飞行时间质谱对中间体和产物进行了结构表征。同时将HFAC用于处理造纸污水,当污水中HFAC的质量分数为0.010%、杀菌时间为18 h时,HFAC能达到很好的杀菌效果。     

(2-十八酰氧基-3-氯丙基)十二烷基二甲基氯化铵的合成及性能

实验以十二烷基二甲基叔胺和环氧氯丙烷为原料,在酸性条件下合成中间体(2-羟基-3-氯丙基)十二烷基二甲基氯化铵,再与硬脂酰氯反应,生成(2-十八酰氧基-3-氯丙基)十二烷基二甲基氯化铵(HYFA)硬脂酸酯季铵盐阳离子表面活性剂。在反应温度40℃,反应时间3 h的条件下,中间体的产率为80.21%;反应温度65℃,反应时间7 h,产物的产率为83.57%,krafft点<0℃。通过红外光谱与元素分析确证了产物结构。采用表面张力法和电导法测定了产物的临界胶束浓度cmc分别为8.91×10~(-4)mol/L和8.74×10~(-4)mol/L。     

新型羟乙基氧化淀粉酰胺的合成与表征

以木薯淀粉为原料,经高锰酸钾氧化,氯乙醇醚化,再与十二胺酰胺化后合成了2-羟乙基-6-N-十二烷基氧化淀粉酰胺,得到了较佳的工艺条件。氧化阶段:淀粉浓度为35%,高锰酸钾用量为淀粉的4%,硫酸(98%)用量为淀粉的5%,反应温度为50℃;醚化阶段:氢氧化钠用量为氧化淀粉的5%,氯乙醇用量为氧化淀粉的40%,50℃反应7h;酰胺化阶段:十二胺用量为羟乙基氧化淀粉的3%,40℃反应3h,然后在105℃脱水7h。合成了疏水基取代度为0.012 5,亲水基取代度为0.127 4的2-羟乙基-6-N-十二烷基氧化淀粉酰胺。采用FTIR、XRD和SEM对2-羟乙基-6-N-十二烷基氧化淀粉酰胺结构进行了表征。分别测定2-羟乙基-6-N-十二烷基氧化淀粉酰胺的表面张力为38.3mN/m,乳化力为27.35min。     

阳离子淀粉的干法合成及其堵水调剖剂性能初探

以环氧丙基三甲基氯化铵为醚化荆，用干法合成了阳离子淀粉，确定最佳合成条件如下：催化剂为NaOH。其用量为淀粉质量的1．2％，反应温度80℃，反应时间5小时，反应体系中水的质量分数为25％。取代度随醚化剂与淀粉摩尔比增大而增大，该摩尔比为0．9时取代度可达0．6以上，取代度在0．45以下时醚化剂反应效率超过80％。将20g／L的取代度～0．4的阳离子淀粉溶液与2．0～2．5g／L的HPAM溶液混合后在65℃下注入0．3m长岩心，对水相的封堵率超过90％（23和5．6时岩心），对油相的封堵率达98％（4．0时岩心）。在孤岛聚驱油田4口出聚严重的油井依次注入40g／L的取代度～0.4的阳离子淀粉溶液和2．0～2．5g／L的HPAM溶液并顶替至地层，3口井注入压力由0升至6MPa，日产液量、含水量大幅下降，产油量大幅上升，出聚量分别由807、1042、1500mg／L降至458、458、500mg／L；阳离子淀粉与HPAM生成的淀淀物堵塞可在地层稳定存在3个月以上。图5表4参12。     

红薯淀粉烷基多糖苷的制备及性能

以红薯淀粉、异丙醇、十二醇为主要原料,丙三醇为两相溶剂,利用转糖苷化法合成了红薯淀粉烷基多糖苷表面活性剂,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、原料配比等对烷基多糖苷性能的影响。结果表明:当n(红薯淀粉)∶n(异丙醇)∶n(十二醇)=1∶5∶1,反应温度为110~120℃,反应时间为6h,催化剂用量0.9%时,所得产品的表面张力为24.74~28.12mN/m,临界胶束浓度约为0.202g/L,接触角测试结果显示其润湿性良好,红外和核磁表征结果显示所得产物为目标产物。     

阳离子聚乙烯醇的合成及其水溶液的稳定性

以三甲胺、环氧氯丙烷和聚乙烯醇为原料,合成出季铵型阳离子聚乙烯醇。考察了聚乙烯醇种类、环氧丙基三甲基氯化铵用量和pH值对季铵型阳离子聚乙烯醇水溶液稳定性的影响。研究结果表明,聚乙烯醇的醇解度应为87%~89%,聚乙烯醇/环氧丙基三甲基氯化铵摩尔比不应大于2.45×10-3,pH值应大于7.0。     

新型季铵阳离子单体DMMAAB的研制

用 1溴十四烷 ( MB)对甲基丙烯酸二甲基胺乙酯 ( DMAEMA)进行季铵化反应 ,合成了新型长链烷基季铵阳离子单体二甲基十四烷基 ( 2甲基丙烯酰氧乙基 )溴化铵 ( DMMAAB)。讨论了投料比、反应温度和反应时间等因素对产物收率的影响。经过红外光谱、核磁共振、质谱、元素分析和滴定分析等方法对 DMMAAB的结构进行了表征。并考察了它在多种溶剂中的溶解性及其在水溶液中的表面活性     

两性羧甲基淀粉改性高分子聚合物的合成及应用

以羧甲基淀粉(CMS)、丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,在自制高效复合引发剂的作用下,合成了高分子接枝共聚物。产物经过胺化反应,制得强阳弱阴型羧甲基淀粉高分子聚合物,用红外光谱对产物进行了表征。最佳工艺条件为:m(AM+DMDAAC):m(CMS)=1．5:1,m(AM):m (DMDAAC)=7:3,羧甲基淀粉与单体总质量分数为10%,引发剂用量0．15%,反应时间4 h,反应温度50℃。此时,单体的转化率达99．85%,接枝率为148．22%,接枝效率98．96%。产物经mannich反应后,胺化度为15．8%,特性粘数为1．098 L/g,平均分子量可达1．54×10~7。     

S-DMDAAC-AM强阳离子型天然高分子絮凝剂的合成

用淀粉为基材 ,石蜡油为油相 ,MT-1 (无机铵类化合物 )尿素混合物为引发剂合成了淀粉二甲基二烯丙基氯化铵 (DMDAAC)丙烯酰胺 (AM)接枝共聚物。考察了共聚条件对产物的接枝率、接枝效率和阳离子化度的影响 ,合成最佳条件为 :[MT 1 ]=0 .2 60 mmol/ L,[NH2 CONH2 ]=2 .0 0 mmol/ L,w (总单体 ) =40 % ,m (淀粉 ) =6.0 2 g,DMDAAC/ AM(质量比 ) =3∶ 7,w (Span 2 0 ) =8% ,V (石蜡油 ) =5 5 m L,油 /水(体积比 ) =1 .2∶ 1 ,反应温度 45℃ ,反应时间 4h。接枝率 1 2 6.67% ,接枝效率 94.5 2 % ,固含量 3 7.5 6%     

过硫酸铵引发淀粉与丙烯酸丁酯接枝共聚反应动力学

以过硫酸铵为引发剂,十二烷基硫酸钠为乳化剂,研究了淀粉与丙烯酸丁酯接枝共聚反应动力学。考察了接枝反应速率与引发剂浓度,单体丙烯酸丁酯浓度和淀粉浓度的关系,并用数学工具Statistica对实验数据进行分析,关联出在低引发剂浓度下,反应初期的接枝反应速率方程为：Rg=K[(NH4)2S2O8]^0.52[BA]^1.12[AGU]^0.5。提出此聚合反应的聚合反应机理,根据稳态聚合理论和等活性理论,推导出接枝反应速率方程Rg=K[(NH4)2S2O8]^0.15[M][AGU]^0.5,与由实验关联出的方程基本一致。     

抗高温改性淀粉降滤失剂的制备与性能

针对改性淀粉降滤失剂抗温能力不足的问题,从提高分子刚性的角度出发,以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）、2,5-二羟基苯磺酸钾（PDHBS）为单体,辣根过氧化物酶（HRP）为催化剂,采用酶促反应方法,合成出一种改性淀粉降滤失剂St-AANDP,基于相同反应条件合成未含苯环结构的对比改性淀粉降滤失剂St-AAND。对降滤失性能进行测试,结果表明,140℃下老化16.0 h后,加量为1.0%的St-AANDP钻井液的常温中压滤失量仅为5.2 mL,高温高压滤失量为26.2 mL ;当老化温度高于160℃时,St-AANDP钻井液的滤失量才出现明显增大,抗盐可达饱和,降滤失性能明显优于St-AAND钻井液。通过吸附量和泥饼微观形貌测试,揭示了可通过向分子主链中引入苯环提高分子刚性的方式来提高降滤失剂抗温能力的作用机理。     

淀粉与苯乙烯/丙烯酸丁酯乳液接枝共聚的研究

采用乳液聚合方法,以过硫酸铵为引发剂,十二烷基硫酸钠为乳化剂,制备了淀粉-苯乙烯-丙烯酸丁酯接枝共聚物,考察了反应条件对接枝率、接枝效率以及单体转化率的影响。得到的优化条件为:淀粉75℃预糊化30min,淀粉与单体质量比1:4,引发剂浓度6.0mmol/L,乳化剂浓度20.8mmol/L,反应温度53℃,反应时间3.5h。在此条件下,接枝率可达250.5%,接枝效率为73.8%,单体转化率为95.8%。该接枝共聚物可用于水性的柔性版印刷油墨中做连结料。     

油田用淀粉接枝共聚物研究与应用进展

以淀粉等为原料,通过与丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯腈、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵等单体接枝共聚,可以得到不同用途的油田化学品。文中主要介绍了油田用淀粉接枝共聚物的研究和应用情况。研究和应用结果表明：淀粉接枝共聚物用作钻井液处理剂,在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水钻井液中均具有较强的降滤失能力,以及较好的抗盐抗温能力,淀粉接枝共聚物用作调剖堵水剂,可以与许多交联剂交联形成高黏弹性凝胶体系,且分子结构上柔性侧链与刚性骨架相互渗透,形成具有星型或梳型结构的聚合物,其交联体系具有较强的抗温、抗盐、抗剪切和长期稳定性;淀粉接枝共聚物用作油田水处理絮凝和净化剂,具有来源丰富、价格低廉、可生物降解等特性,且絮凝性强,混凝脱色效果好,具有广阔的应用前紧。     

疏水性淀粉基阳离子共聚物的合成及堵水性能

通过胶束聚合法合成了疏水性淀粉基阳离子共聚物(HSCC)。以接枝效率为考察指标,确定了最佳合成条件,并用红外光谱对共聚物进行了表征。初步评价了该共聚物的堵水性能。结果表明,在淀粉/丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵/丙烯酸十六酯的质量比为4∶8.3∶1.5∶0.2,体系pH值为6时,接枝共聚反应的最佳条件为:引发剂浓度2.2 mmol/L,表面活性剂含量(质量分数)3%,反应温度50℃,反应时间4 h。合成的共聚物具有良好的堵水效果。