聚丙烯酰胺疏水缔合衍生物研究进展

聚丙烯酰胺疏水缔合衍生物是一类重要的水溶性聚合物 ,由于疏水缔合水溶性聚合物的耐温耐盐抗剪切性能和贮存稳定性 ,使其在工业生产中得到日益广泛的应用。综述了疏水缔合衍生物的特殊性能、合成方法及工业应用     

疏水缔合聚合物溶液的性能

疏水缔合水溶性聚合物指在常规水溶性聚合物主链上引入极少量疏水基团所形成的一类新型聚合物。与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比,这类聚合物的分子量不高,但具有独特的溶液性能。本文综述了疏水缔合聚合物的增黏、耐温、抗盐、抗剪切的溶液性能。     

水溶性疏水缔合聚合物单体的合成

水溶性疏水缔合聚合物含有大量的亲水基团和少量的疏水基团,疏水基团间的疏水缔合作用使这种聚合物具有独特的增粘、抗剪切、耐温和耐盐的溶液性能,通常采用亲水单体和疏水单体共聚制备这类聚合物。对常用亲水单体AMPS及各类疏水单体如季铵盐不饱和单体AMPDAC和DAMAB、长链丙烯酸酯,N-烷基丙烯酰胺和N-芳烷基丙烯酰胺的合成进行了综述。     

期刊文献

<正>双尾型丙烯酰胺类疏水缔合共聚物的合成与表征姜峰,蒲万芬,杜代军,任强,荆雪琪摘要:通过光引发自由基聚合的方式,将双尾型丙烯酰胺类疏水单体(N-苯乙基-N-十四烷基甲基丙烯酰胺,PETMAM),与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)等水溶性单体进行共聚,制备出双尾型疏水缔合水溶性共聚物(DTHAP),来解决丙烯酰胺类聚合物耐温抗盐性以及稳定性差的难题。通过测定聚合物溶液的表观黏度作为评价其性能的主要手段,考察了丙烯酸加量、盐、表面活性剂(SDS)含量、疏水单体含量等因素对聚合物性能的影响,从而确定了比较理想的反应条件。实验中发现:     

疏水性聚丙烯酰胺的合成实验研究

疏水性聚丙烯酰胺是一种重要的疏水缔合水溶性聚合物,它可以通过多种方法合成。本文结合均相共聚法和表面活性大单体法2种方法,以丙烯酸和Span80为原料首先合成了一种具有表面活性的疏水缔合型单体Span80-AA,然后将Span80一AA与丙烯酰胺聚合反应合成疏水性聚丙烯酰胺,并研究了时间、引发剂浓度、溶剂配比、大单体含量和温度对疏水聚合物粘度和分子量的影响,从而得到比较合适的实验条件。     

AM/AN/ANPE共聚物溶液性质研究

采用自由基胶束聚合法合成了丙烯酰胺(AM)/丙烯腈(AN)/烯丙基(对-壬基)苯基醚(ANPE)疏水缔合型水溶性共聚物,考察了温度、盐度和剪切时间对聚合物溶液表观粘度的影响。结果表明,所合成的AM/AN/ANPE三元共聚物的临界缔合质量浓度为4.39g/L,具有较好的抗盐、抗温及抗剪切性。     

聚甜菜碱型疏水聚合物的合成及性能评价

以苯甲酰氯、丙烯酸、N,N-二甲基-1,3-丙二胺和氯乙酸为主要原料,合成了一种甜菜碱型功能单体丙烯酰胺丙基甜菜碱。丙烯酰胺丙基甜菜碱单体、丙烯酰胺、疏水单体进行三元共聚,得到聚甜菜碱型疏水聚合物,对聚合物溶液的抗盐性能进行了评价。结果表明,新型聚甜菜碱型疏水聚合物溶液具有优良的盐增稠性能。     

疏水缔合聚合物P(AM-AMPS-SA)的合成与性能研究

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)与丙烯酸十八酯(SA)、丙烯酰胺(AM)通过自由基胶束共聚法合成疏水缔合聚合物P(AM-AMPS-SA)。经红外和核磁共振表征聚合物结构,并测定在不同剪切速率、NaCl、CaCl2浓度及温度条件下的聚合物溶液表观黏度的变化以及聚合物溶液的临界缔合浓度。结果表明,所制备的疏水缔合聚合物P(AM-AMPS-SA),它的临界缔合浓度在0.25~0.3g/dL,具有一定的抗温、抗盐性以及抗剪切性,且对二价盐的抗盐性比一价盐要好。     

双尾型丙烯酰胺类疏水缔合聚合物的合成与性能评价

为解决油田用丙烯酰胺类聚合物抗温、抗盐性能差的问题,以丙烯酰胺、丙烯酸及双尾型疏水单体N-苯乙基-N十二烷基甲基丙烯酰胺(PEDMAM)为主要原料,合成了一种新型疏水缔合聚合物(DTHAP-12)。采用KYPAM作为对比,研究了DTHAP-12的增黏性能、抗温抗盐能力和驱油性能,结果表明,聚合物的临界缔合质量浓度在2 400 mg/L左右,95℃聚合物的黏度保留率达72.39%,同时在一定的矿化度范围内表现出明显的盐增稠效应。岩心驱替实验表明,水驱至含水率为98%后,0.3 PV DTHAP-12驱及后续水驱的采收率提高了15.14%;聚合物驱第2段塞DTHAP-12采收率提高了10.53%,远远高于第2段塞KYPAM的3.28%。     

疏水缔合聚合物作为酸液稠化剂可行性研究

本文以高温高压碳酸盐岩油藏酸压为切入点,利用疏水缔合聚合物所独有抗温、抗盐、高效增稠的特点合成一种新型疏水缔合聚合物。通过大量的室内实验证明了合成的阳离子缔合聚合物用做酸液稠化剂是完全可行的并有很大的优点。缔和聚合物较非缔合聚合物而言是一种比较好的酸液稠化剂。     

耐温抗盐丙烯酰胺系聚合物驱油剂最新研究进展

常规的丙烯酰胺聚合物在高温高盐条件下,易发生水解和热降解反应,导致溶液黏度随温度和盐浓度的增加而降低,从而限制其应用。在聚合物亲水性大分子链上引入少量(摩尔分数小于2%)疏水基团可使聚合物的溶液呈现出特殊的流变性能,从而具有良好的耐温耐盐性能。该文综述了近几年来不同单体单元组成的耐温抗盐型水溶性丙烯酰胺系列聚合物的研究进展,并对耐温抗盐交联聚合物尤其是弱凝胶驱油体系的成胶、调驱机理以及研究状况做了简要论述。     

Solution properties and flocculation of hydrophobically associating cationic fluorinated polyacrylamide

The hydrophobically associating cationic fluorinated polyacrylamide (CFPAM), modified with fluorinated acrylate, 2-(perfluorooctyl)ethyl acrylate (FEA), has been newly synthesized, by free radical micellar copolymerization in aqueous solution. The solution properties of these polymers were investigated in details in this study. In addition, the flocculation of CFPAM was also evaluated. The results showed that there were strong hydrophobic associations in the CFPAM aqueous solution. The addition of NaCl resulted in an increase of solution viscosity, which indicated the good salt-resistant performance of CFPAM. The polymers also exhibited excellent property of temperature and shearing tolerance. Furthermore, the polymer showed high surface activity. At the same time, its flocculation properties were evaluated with kaolin suspensions using a standard jar test. All the results demonstrated the superiority of the cationic fluorinated polyacrylamide as a flocculant.     

阳离子聚丙烯酰胺水包水乳液合成

阳离子聚丙烯酰胺作为一种高分子物质,具有高效、环保和价廉等很多的优势,但不同的制备方法对水乳液絮凝剂的性能具有不同的影响。对此,以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,以分散聚合技术作为主要合成方法,以硫酸铵作为反应介质,合成一种CPAM絮凝剂,并充分讨论了不同单体总量与配比、反应温度、反应时间、硫酸铵浓度、引发剂种类等多种因素对阳离子聚丙烯酰胺的影响。最后通过红外光谱等的分析,验证了合成的阳离子聚丙烯酰胺具有较好的稳定性、流动性等特点。     

两性疏水缔合聚丙烯酰胺的合成及性能

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基八烷基磺酸(HAMC8S)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为单体,合成了含有疏水碳链、磺酸基以及季铵盐等活性基团的两性疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)AA/AM/HAMC8S/DMDAAC,相对分子质量(简称分子量,下同)为5.5×106,并通过红外光谱和1HNMR对其结构进行了表征。最佳反应条件为:w(总单体)=30%,w(引发剂)=0.10%(以单体总质量计),反应温度为55℃,反应时间为5 h,产率为84%。同时研究表明,温度为80℃时,黏度保留率达66%以上;盐度为8%时,黏度保留率达75%以上;剪切作用时间为240 min时,黏度有所增加,这些性能都远高于相同条件下均聚聚丙烯酰胺(HPAM)黏度保留值。     

AM_nBS_SSS三元疏水缔合聚合物PAnBS的合成及溶液性能研究

以对正丁基苯乙烯(nBS)、对乙烯基苯磺酸钠(SSS)和丙烯酰胺(AM)为原料,采用自由基胶束聚合法合成了阴离子型三元疏水缔合聚合物PAnBS,用红外光谱法、紫外光谱法以及核磁共振氢谱法对共聚物的结构进行了表征;考察了不同反应条件对共聚物溶液表观黏度的影响,得到了具有较强增黏能力的聚合物合成工艺条件:nBS、SSS和引发剂用量分别为总单体摩尔分数的1.5%、9%和0.1%,总单体和表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)在溶液中的质量分数分别为25%和6%,反应温度50℃,反应时间10 h。与相对分子质量(简称分子量,下同)1 970万、水解度19.43%的超高分子量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比,所得PAnBS在NaCl或CaCl2水溶液中具有更强的增黏能力;PAnBS在淡水或盐水溶液中于80℃下的耐老化性能优于超高分子量HPAM,表现出优良的耐温抗盐性能。     

疏水缔合改性丙烯酰胺共聚物的合成

采用自由基胶束聚合法合成了丙烯酰胺（AM）/丁基苯乙烯（BS）/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸钠（NaAMPS）疏水缔合水溶性共聚物PASA,PASA避免了目前疏水缔合聚合物溶液热稳定性差的问题.研究得到了适宜的反应条件,包括NaAMPS、BS和引发剂加量相对于单体总量的摩尔分数分别为10%、2.5%和0.07%,总单体在水里的质量分数为10%,SDS在水里的质量分数为6.0%,反应温度50℃,pH=6～7,反应时间12 h.采用以上反应条件得到PASA的临界缔合质量浓度为0.05 g·dL^-1,对应的水溶液表观黏度为283 mPa·s,质量浓度为0.1 g·dL^-1的水溶液表观黏度为1020 mPa·s.采用元素分析、UV、FT-IR和¹HNMR证实了共聚物的分子结构;DSC分析表明了共聚物分子链中存在疏水嵌段.     

Synthesis and solution properties of poly(acrylamide-styrene) block copolymers with high hydrophobic content

Hydrophobically associating block copolymers of polyacrylamide/styrene with a high hydrophobe content were synthesized using micellar copolymerization under various conditions of surfactant and initiator concentrations with the objective of determining the conditions that produce optimum solution properties for enhanced oil recovery. Solubilities, aqueous solution viscosities and interfacial properties with air and oil of the copolymers were investigated. The influence of salt on the solution properties was also studied. Nature of hydrophobic sites and onset of hydrophobic association were studied by measuring the fluorescence of pyrene in polymer solutions. Optimum solution properties were obtained for copolymers synthesized under conditions of high surfactant and initiator concentrations. The copolymers displayed substantial thickening properties at low concentrations with enhanced thickening in the presence of salt. The interfacial tensions of the aqueous solutions with n-decane and air were also reduced. Interfacial properties were slightly sensitive to salt concentration. The copolymer solutions showed shear and temperature thinning behaviors typical of polymer solutions.     

疏水缔合型丙烯酰胺共聚物P(AA-AM-TP)的制备及溶液性质

疏水缔合型聚合物(HAPAM)具有优异的增黏能力,因此被认为是一种潜在的用于条件苛刻油田的驱油剂。本文以丙烯酰胺、丙烯酸、三苯基-1-戊烯为原料使用胶束共聚法成功制备出一种新型聚合物。研究了聚合物浓度、盐度、温度对溶液黏度的影响。结果表明,当浓度超过1500mg/L时,黏度大幅增高;三元共聚物具有一定的抗温耐盐性质。并使用红外光谱表征了聚合物的结构。     

Effect of including a hydrophobic comonomer on the rheology of an acrylamide-acrylic acid based copolymer

Synthesis and design of polymer systems based on acrylamide for enhanced oil recovery (EOR) is essential for reservoirs with high salinity and high temperature conditions. The use of associative monomers or the modification of the polymers with hydrophobic functional groups represents a promising alternative that extends the use of chemical EOR. In this study, terpolymers based on acrylamide, acrylic acid and butyl methacrylate were synthesized and the rheological properties of aqueous solutions of the obtained polymers at different pH values, and salt concentrations were evaluated. The results show that at alkaline conditions the viscosity of aqueous solutions of a polymer synthesized with 68.6 wt% of acrylamide, 22.9 wt% of acrylic acid and 8.6 wt% of butyl methacrylate increases by a factor of more than 1,000 at a 3 wt% concentration. Also, all polymers with the hydrophobic modification showed higher viscosity in saline solutions compared to their acrylamide-acrylic acid analogue.