环保型阻垢剂聚天冬氨酸的合成及性能评价

以马来酸酐和铵盐为原料,磷酸为催化剂,合成了聚天冬氨酸（PASP）阻垢剂。确定了PASP最佳合成工艺条件：铵盐为碳酸铵,铵离子与马来酸酐摩尔比为1．2：1,氨化时间2h,马来酸酐用量为9．8g时,水解碱（2mol／LNaOH溶液）加量45mL。阻垢性能评价表明,当PASP加量为10mg／L时,对硫酸钙的阻垢率达98．3％;在80℃时,阻垢率仍达90％以上。     

PASP／EDTMP复配阻垢剂对硫酸钙阻垢性能的研究

以马来酸酐和铵盐为原料,合成了聚天冬氨酸（PASP）;以三氯化磷、乙二胺、甲醛为原料,合成了乙二胺四亚甲基膦酸盐（EDTMP）。利用PASP和EDTMP开发了一种具有优良阻垢性能的新型聚天冬氨酸复配阻垢剂PASP／EDTMP。不同条件下,考察了PASP／EDTMP复配阻垢剂对硫酸钙阻垢性能的影响。结果表明,Ca^＋浓度对PASP／EDTMP的阻垢能力影响较大;该阻垢剂可用于高碱性水中,当体系pH值为10时,PASP／EDTMP浓度为6mg／L,阻垢率仍达85％以上;在50℃下,PASP／EDTMP的阻垢率均可达90％以上;并且在一定的PASP／EDTMP复配阻垢剂用量下,其可长期具有对硫酸钙较好的阻垢性能。     

聚天冬氨酸对CaCO3的阻垢作用及其分子动力学模拟

首先以氨水与马来酸酐为原料,热缩聚合成聚天冬氨酸,表征结果显示其结构中含有α和β两种构型。通过静态阻垢实验测定了PASP对碳酸钙的阻垢性能,在当PASP投加量为10 mg/L时,阻垢率达到96.9%。同时采用分子动力学方法,模拟计算了PASP分子和离子与方解石(104)和(110)晶面的相互作用。结果表明：聚合物与方解石两晶面结合能大小排序为：PASP离子-110>PASP分子-110>PASP离子-104>PASP分子-104,即PASP与(110)晶面的结合比与(104)晶面牢固,说明PASP对方解石(110)晶面生长的抑制居于主导地位。这与实验得到的结论相一致。     

ESA/IA/AMPS共聚物的合成、阻垢性能与机理研究

采用水溶液聚合法,以马来酸酐(MA)为原料,先将MA环氧化为环氧琥珀酸(ESA),以过硫酸铵为引发剂,ESA与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、衣康酸(IA)共聚,得到一种同时含有羧基和磺酸基的大分子阻垢剂。利用黏度法测定共聚物的黏均相对分子质量为1 100。研究了共聚物的阻垢分散性能和生物降解性能,利用SEM和XRD对CaCO_3垢样外貌和晶型进行了观察,初步探讨了阻垢机理。结果表明:在加药量为30mg/L时,ESA/IA/AMPS共聚物的阻CaCO_3、Ca_3(PO_4)_2垢的阻垢率分别为80.9%和100%,且具有良好的分散氧化铁性能和生物降解性能。其阻垢机理主要有晶格畸变作用和螯合作用。     

膦基马来酸-丙烯酸共聚物的合成及阻垢性能

以过硫酸铵为引发剂，马来酸酐、丙烯酸与膦化剂次磷酸钠反应，在实验室合成了膦基马来酸-丙烯酸共聚物。评价了产物在油田污水中的阻垢性能和热稳定性。膦基马来酸-丙烯酸共聚物质量浓度为2mg／L时，对碳酸钙的阻垢率可达到91．8％，高于聚丙烯酸和水解聚马来酸，接近有机膦酸。膦基马来酸一丙烯酸共聚物具有较好的热稳定性，在150℃下加热72h后仍有74．0％的阻垢率，适合在高温下使用。     

水解聚马来酸酐的阻垢性能

研究了以水为溶剂,30％H2O2为引发剂,在复配催化剂(M2+／Cu2+)作用下水解聚马来酸酐对含CaCO3合成水的阻垢性能。结果表明:水解聚马来酸酐对碳酸钙有良好的阻垢性能,在pH值为6～9,ρ(Ca2+)=250 mg／L,ρ(HCO3-)=250 mg／L,ρ(水解聚马来酸酐)=10 mg／L时,阻垢率达90％;当水解聚马来酸酐与表面活性剂联用(质量浓度分别为4 mg／L和1 mg／L)时,阻垢率可达93％。     

阻垢剂AA／AM／MAH共聚物的合成与性能研究

合成了丙烯酸／丙烯酰胺／马来酸酐（AA／AM／MAH）三元共聚物,并对所得产物进行了碳酸钙静态阻垢实验,探讨了共聚物相对分子质量,共聚物用量,钙离子浓度,溶液pH值,恒温温度和恒温时间等因素对阻垢性能的影响。实验结果表明,AA／AM／MAH共聚的对CaCO3的阻垢效果较好。     

马来酸酐-丙烯酸含膦共聚物的合成及阻垢性能

以水为溶剂，马来酸酐（MA）、丙烯酸（AA）为单体，过硫酸盐-次磷酸盐氧化还原体系为引发剂，合成马来酸酐-丙烯酸含膦共聚物阻垢剂。研究了聚合条件对共聚物阻垢性能的影响，确定最佳聚合条件为：马来酸酐与丙烯酸摩尔比1：3，次磷酸盐用量为单体总质量的20％，引发剂用量为单体总质量的10％，反应温度90℃，反应时间4h。在此反应条件下合成的聚合物对CaCO3和CaSO4有较好的阻垢性能。     

环境友好型防垢剂DH-1的合成及其性能研究

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)和丙烯酸甲酯(Mac)为单体合成了马来酸酐-丙烯酸-丙烯酸甲酯(MA-AA-Mac)三元共聚物。通过正交试验优化得出的最佳合成条件为:r(MA):r(AA):r(Mac)为1:0.8:0.6,引发剂用量的质量分数为单体总用量的8%,反应温度为85℃,反应时间为4h,在此条件下合成的共聚物防垢率为87.61%。将所合成的MA-AA-Mac共聚物与羟基亚乙基二膦酸(HEDP)以n(MA-AA-Mac):n(HEDP)为4:6复配得效果较好的防垢剂DH-1。试验表明,DH-1对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡和硫酸锶具有较好的阻垢性能。     

新型水处理剂-含膦聚马来酸酐阻垢性能研究

含膦聚马来酸酐具有优异的阻垢缓蚀性能,在工业水处理方面具有广泛的应用前景。本文测定了在不同用量、不同浓度钙水质条件下不同温度的阻垢性能,其综合阻垢优于水解聚马来酸酐(L-302)。     

微波辐射梳形聚羧酸共聚物合成及其分散性能

以自制顺丁烯二酸聚乙二醇(n=9)单酯(MAPEG)、烯丙基磺酸钠(SAS)和顺丁烯二酸酐(MA)为单体,过硫酸铵为引发剂,在微波辐射下合成了梳形聚羧酸共聚物,并用傅里叶变换红外光谱对其结构进行了表征。考察了辐射功率和时间对梳形聚羧酸共聚物分子结构及分散性能的影响。实验结果表明,在微波辐射下,共聚反应所需时间很短,且梳形聚羧酸共聚物的分散性稳定。在n(SAS)∶n(MA)∶n(MAPEG)=3.6∶4.3∶1、引发剂用量1.0%(占总单体的质量)、辐射功率650W、辐射时间5min条件下,所得梳形聚羧酸共聚物的特性黏数为2.63×10-2dL/g;在水与水泥的质量比为0.35、梳形聚羧酸共聚物(n(SAS)∶n(MA)∶n(MAPEG)=3.6∶4.3∶1、引发剂用量1.0%、辐射功率260W和辐射时间5～10min或辐射功率130～650W和辐射时间6～10min)掺杂量(质量分数)为0.4%时,水泥净浆流动度稳定在230mm左右。     

聚天冬氨酸复配物的合成、阻垢缓蚀性能和阻垢机理

由聚天冬氨酸(PASP),丙烯酸-丙烯酸酯-衣康酸三组分共聚物(AA-AE-IA)和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)制备了 PASP 三元复配物 PASP+AA-AE-IA+PBTCA,研究了 PASP 和 PASP 复配物的阻垢缓蚀性能,利用扫描电子显微镜和 X 射线衍射技术表征了水垢试样中 CaCO_3的晶型。结果表明,最佳复配比例m(PASP):m(AA-AE-IA):m(PBTCA)=3:1:1,得到的 PASP 复配物具有优异的阻垢和缓蚀效果。采用水体总硬度为639 mg/L 的地下水,PASP 复配物的用量为40 mg/L 时,对 CaCO_3的静态浓缩阻垢率可达98.7%,缓蚀率可达96.5%;PASP 复配物可以使 CaCO_3的晶型几乎全部由方解石和文石转变为球霰石结构。     

粉煤灰复合型固体酸催化合成马来酸二异辛酯

用质量比为1∶1∶1的ZrOCl2、FeSO4和粉煤灰制备了粉煤灰复合型固体酸催化剂,制备条件为陈化时间12h,浸渍液硫酸的浓度为0.25mol/L,浸渍2h,120℃下干燥24h,600℃下焙烧3h。将该催化剂用于异辛醇与马来酸酐合成马来酸二异辛酯的酯化反应,考察了异辛醇与马来酸酐的摩尔比、催化剂用量、反应时间、带水剂的种类及用量对酯化率的影响。实验结果表明,该催化剂具有较高的活性,在异辛醇与马来酸酐的摩尔比为2.5、催化剂用量为马来酸酐质量的6%、带水剂二甲苯的用量为异辛醇体积的42%、反应时间3.0h的条件下,酯化率达93.2%。所得产物易分离纯化,操作过程简单易行。粉煤灰复合型固体酸催化剂具有成本低、使用寿命长、对环境友好的优点。     

固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2催化合成马来酸单糠醇酯的研究

合成了SO42-／TiO2、SO42-／Fe2O3、SO42-／SnO2、SO42-／ZrO2等4种固体超强酸,用作由糠醇和马来酐合成马来酸单糠醇酯的催化剂。结果表明,SO42-／ZrO2的催化活性最好,其较佳活化温度为590℃。用正交实验L9(33)筛选的较佳酯化条件为:马来酐／糠醇(摩尔比)=1:1.1,反应温度45℃,反应时间2.5 h,催化剂用量为总反应物质量的10％,平均收率92.6％。     

新型硫酸钡防垢剂的制备及性能评价

以马来酸酐、丙烯酸和有机酸酯为原料,以过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法制备了一种新型硫酸钡防垢剂,并通过评价不同单体配比、引发剂加量、反应温度和反应时间对防垢剂性能的影响,确定了最佳合成反应条件,具体为：马来酸酐、丙烯酸和有机酸酯三种单体摩尔比为 １∶５∶２,引发剂加量为单体总质量的5％,反应温度为60 ℃,反应时间为 5ｈ。防垢剂性能评价结果表明,当硫酸钡防垢剂加量为100 ｍｇ／Ｌ时,对硫酸钡的防垢率可以达到92.8 ％;硫酸钡防垢剂的抗温性能较好,当温度为90 ℃时,对硫酸钡垢的防垢率仍大于90 ％;随着溶液pH值的不断增大,硫酸钡防垢剂对硫酸钡的防垢率呈现出先增大后减小的趋势,防垢剂在中性至弱碱性溶液中能发挥最佳的防垢效果。     

绿色钻井液降粘剂聚天冬氨酸的合成与室内评价

以L-天冬氨酸为原料合成了3种不同相对分子质量的聚天冬氨酸(PASP),考察了不同相对分子质量的PASP在不同钻井液中的降粘效果、pH值对PASP降粘性能的影响,对现场井浆进行了室内测试及抗温性能实验。结果表明:在膨润土基浆中,当PASP加量为0.5%时,降切率、降粘率分别可达72.7%、71.8%;在淡水基浆中,当加量为0.06%时,降切率、降粘率分别可达69.7%、67.4%;在钙质基浆中,当加量为0.6%时,降切率、降粘率分别可达84.6%、80.0%;PASP适用的pH值范围较大;在江苏油田纪12井的井浆中加入0.1%PASP-2,经120℃、16 h老化后,降切率和降粘率分别可达73.3%、64.7%,表明PASP具有良好的降粘和抗温性能。