含辣素衍生结构疏水缔合聚合物的制备及性能

为了改进聚丙烯酰胺在原油三次采收领域存在的耐温耐盐性能差等问题，采用无助溶剂的无皂乳液聚合方式，以微量（0.05mol%）辣素衍生单体N-[3-（丙烯酰氨基甲基）-2-羟基-4,5-二甲基苄基]-丙烯酰胺（HMMAM）为功能性单体，与甲基丙烯酸十八烷基酯（SMA）、甲基丙烯酸异冰片酯（IBOMA）等共聚合成新型疏水缔合聚合物PACSAM和PACIAM以提高聚丙烯酰胺的各项耐受性能。采用FTIR、1HNMR、TGA、SEM等进行结构和形貌表征；探讨聚合物的疏水缔合特性、耐温耐盐性、溶解性及缓蚀性能等。结果表明，PACIAM和PACSAM存在稳定的三维网状结构，临界缔合浓度分别为4.5 × 10-3 g/mL和4 × 10-3 g/mL，微量辣素衍生单体的引入使0.01 g/mL聚合物溶液在30℃下表观黏度提升至776 mPa·s和1224 mPa·s，90 ℃黏度保留率为37.57%和41.44%，在0.01 g/mL的NaCl溶液中黏度保留率为37.57%和42.12%，溶解速率为25 min和27 min，4 × 10-3 g/mL的聚合物溶液的缓蚀效率可达96.76%和97.28%，表明微量HMMAM的引入大大增加了聚合物的各项性能。     

疏水缔合水溶性聚合物P(AM/NaAA/DiAC_(14))水溶液的黏度行为

采取前加碱二元胶束共聚-共水解法合成了三元疏水缔合水溶性聚合物聚(丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-双烯丙基十四胺)〔P(AM/NaAA/D iAC14)〕,研究了其水溶液的黏度行为。当x(D iAC14)=0.10%~0.40%时,在30℃、c(NaC l)=1 mo.lL-1水溶液中,P(AM/NaAA/D iAC14)的特性黏数[η]、黏均相对分子质量Mη、Huggins常数KH、平均线团密度ρequ分别为18.88~22.22 dL.g-1、9.98×106~12.24×106g.mol-1、0.117~0.299和0.112~0.132 g.dL-1;KH小于0.8,表明其分子内缔合作用较弱。P(AM/NaAA/D iAC14)在矿化度为19 334μg.g-1盐水溶液中的表观黏度随疏水单体摩尔分数的增加而增加,随温度、剪切速率的增加而降低。在NaC、lCaC l2的离子强度分别为1.26×10-3~4.88×10-3mol.kg-1、1.073×10-4~5.28×10-4mol.kg-1的水溶液中,P(AM/NaAA/D iAC14)出现盐增黏现象,疏水单体摩尔分数越大,盐增黏效应越显著。随疏水单体摩尔分数的增加,临界缔合质量浓度(CAC)降低;与后加的十二烷基硫酸钠(SDS)〔ρ(SDS)=0~0.07 g.dL-1〕的疏水缔合作用增强,黏度增加的幅度增大。     

荧光探针研究P(AM/NaAA/DiC_8AM)在水溶液中的缔合行为

以芘为荧光探针研究了孪尾疏水缔合水溶性聚合物聚(丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-二正辛基丙烯酰胺)[P(AM/NaAA/D iC8AM)]在二次蒸馏水、c(NaC l)=1 mol/L水溶液中的荧光光谱。当x(疏水单体)=0.10%~0.40%、表面活性剂与疏水单体的摩尔比(SMR)为20~70、x(丙烯酸)=20%~40%、ρ(聚合物)=5~50 g/mL时,I1/I3值为1.76~1.25。表明疏水基团间存在疏水缔合相互作用,且随疏水单体用量、聚合物质量浓度及介质极性的增加,和丙烯酸用量、SMR值的减少,芘的I1/I3值降低,疏水缔合作用增强。     

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.     

聚醚与长链烷烃共改性硅油的研究及应用*

采用含氢硅油（PHMS）、烯丙基聚醚（FB1000）与不同质量的丙烯酸十八酯（SA）制备了系列具有侧链结构的高分子表面活性剂（PSA）。利用红外光谱（FT-IR）、核磁（NMR）、凝胶渗透色谱仪（GPC）、表面张力、动态激光光散射仪（DLS）、荧光光谱 (FLD)对产物的结构与溶液性质进行了表征和研究。结果表明随着SA含量的增加,聚合物越易聚集缔合形成胶束,粒径从71.40nm增加到141.07nm,粒度分散系数（PDI）增大至0.396,随着疏水基团的增加,溶液表面张力降低至24.20mN/m,临界胶束浓度(cmc)下降至0.49g/L。荧光光谱表明,聚合物溶液浓度增大到一定值时,溶液中会形成疏水微区,第一第三发射峰的比值（I1/I3）不断减小,达到临界缔合浓度（cac）后,芘分子会增溶到胶束中I1/I3趋于稳定。破乳实验结果表明,聚合物PSA的破乳脱水率达93%。     

兼有离子和疏水缔合两种结构特性的聚丙烯酰胺的缔合性能

合成了新型的表面活性单体二甲基十四烷基（2-丙烯酰胺基丙基）溴化铵（DTAB）,并将该单体与丙烯酰胺在水溶液中自由基均相共聚得到了兼具离子基团和疏水基团的阳离子疏水缔合丙烯酰胺共聚物p(DTAB-co-AM)。通过表观黏度法和芘荧光探针法研究了DTAB含量、NaCl、十二烷基硫酸钠（SDS）和十六烷基三甲基氯化铵（CTAB）对共聚物缔合性能的影响。结果表明：当DTAB含量为0.3%(摩尔)时,共聚物呈盐增黏特性,在1%（质量）的盐溶液中,其临界缔合浓度由纯水中的0.15 g·dL^-1降至0.11 g·dL^-1;当DTAB含量小于0.3%（摩尔）时,仅在浓度大于5%（质量）的盐溶液中具有盐增黏特性。该共聚物与SDS作用,在疏水缔合和静电吸引两种作用下,缔合后体系的黏度最大可增加136倍,由缔合前的12 mPa·s增加到1634 mPa·s,而与CTAB作用,由于只有疏水缔合作用,缔合强度较弱黏度增加不大。     

多孔介质中不同缔合能聚合物的吸附滞留研究

以疏水基含量分别为0.35%和0.2%的疏水缔合聚合物和常规线性聚丙烯酰胺为对象,研究聚合物缔合能力对吸附滞留特征的影响。采用浸泡法研究了不同浓度聚合物在石英砂上的静态吸附特征,并采用流动实验装置测定了浓度为1 500 mg/L的三种聚合物在不同速度下的动态滞留量。结果表明,疏水缔合聚合物呈现三段式的静态吸附特征,即先缓慢上升,达到临界缔合浓度后快速上升,最后趋于平稳;缔合能力越强,在临界缔合浓度之后的上升段幅度越大;缔合能力强的聚合物HAWP-0.35能够在3 mL/min的注入速度下与HPAM在0.5 mL/min具有相当的吸附滞留量,表明缔合能力能够克服注入速度对聚合物在多孔介质中动态滞留量的影响,缔合能力越强,吸附滞留量越大     

多孔介质中不同缔合能聚合物的吸附滞留研究

以疏水基含量分别为0.35%和0.2%的疏水缔合聚合物和常规线性聚丙烯酰胺为对象,研究聚合物缔合能力对吸附滞留特征的影响。采用浸泡法研究了不同浓度聚合物在石英砂上的静态吸附特征,并采用流动实验装置测定了浓度为1 500 mg/L的三种聚合物在不同速度下的动态滞留量。结果表明,疏水缔合聚合物呈现三段式的静态吸附特征,即先缓慢上升,达到临界缔合浓度后快速上升,最后趋于平稳;缔合能力越强,在临界缔合浓度之后的上升段幅度越大;缔合能力强的聚合物HAWP-0.35能够在3 mL/min的注入速度下与HPAM在0.5 mL/min具有相当的吸附滞留量,表明缔合能力能够克服注入速度对聚合物在多孔介质中动态滞留量的影响,缔合能力越强,吸附滞留量越大     

微乳液聚合法AM-SMA疏水缔合聚合物的研究

通过甲基丙烯酸十八酯(SMA)与丙烯酰胺(AM)微乳液聚合合成了疏水缔合聚合物,采用红外光谱(FTIR)表征了疏水缔合聚合物的结构,考察了SMA含量、AM含量、聚合物浓度、NaCl浓度以及剪切速率对疏水缔合聚合物溶液表观粘度的影响。结果表明聚合物水溶液临界缔合浓度为0.6g/dL,疏水缔合聚合物表现出较强的盐增粘效应和抗盐性;12%SMA的疏水缔合聚合物水溶液表现出剪切增粘和假塑性流体行为,FTIR谱图初步证实疏水缔合聚合物的结构。     

表面活性剂对孪尾缔合聚合物水溶液表观黏度的影响

用黏度法研究了孪尾疏水缔合水溶性聚合物聚（丙烯酰胺／丙烯酸钠／N,N-二己基丙烯酰胺）[P（AM／NaAA／DiC6AM）]与十二烷基硫酸钠（SDS）、十六烷基三甲基溴化铵（CRAB）、OP-10的相互作用。结果表明,水溶液的表观黏度随SDS、CTAB质量浓度的增加急剧上升,超过一定浓度后水溶液黏度又急剧下降;黏度上升的幅度随疏水单体用量的增加、表面活性剂与疏水单体的摩尔比率（SMR值）的减小而增大;随水解度的增加,黏度上升的幅度较小。P（AM／NaAA／DiC6AM）的临界缔合浓度cac约为30g/mL,当加入SDS、CTAB时,能显著地降低。随OP-10质量浓度的增加,水溶液表观黏度几乎不变。表明P（AM／NaAA／DRAM）与SDS、CTAB的疏水缔合作用较强,而与OP-10的疏水缔合作用较弱。     

丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/二甲基二烯丙基氯化铵三元聚合物的表征与溶液性质

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为单体原料,采用水溶液聚合技术制备了粉末型阳离子三元聚合物P(AM/DMC/DMDAAC)。采用红外光谱、核磁共振和热重分析对所制备阳离子聚合物进行了结构和组成表征,并利用电导率仪和布氏黏度计对其溶解性及其溶液黏度进行了测定。结果表明:合成的产物为P(AM/DMC/DMDAAC),具有良好的热稳定性和溶解性。三元聚合物的表观黏度随着聚合物质量浓度的增加先减小后增加,随剪切速率的增加而下降。在不同的外加盐溶液里,三元聚合物溶液表现出明显的反聚电解质行为。     

光辅助引发制备丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵共聚物

采用光辅助引发技术,通过水溶液聚合法制备丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)共聚物P(AM-DMDAAC)。考察了引发体系、单体配比、引发温度、溶液pH值、络合剂和引发剂质量分数等因素对产物特性黏数及溶解性的影响,并与传统的引发剂引发聚合结果进行了对比。在单体浓度30%,m(DMDAAC)∶m(AM)=20∶80,引发温度20℃,pH值6.0,EDTA.2Na用量0.001 0%,引发剂质量分数0.003 0%条件下,产物的特性黏数达12 dL/g以上,溶解时间67 min,用红外光谱进行了表征。     

两性型高分子絮凝脱色剂PAM/AMPS/DMDAAC的合成与表征

以非离子单体丙烯酰胺(AM)、阴离子单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,以过硫酸铵、亚硫酸钠、2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐为引发荆,合成了絮凝剂产品PAM/AMPS/DMDAAC.在单体质量分数为10%的条件下,得到了最佳的合成工艺为:m(AM):m(DMDAAC):m(AMPS)=7:2:1,反应温度为45℃,偶氮引发剂2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐用量为溶液质量分数的0.006%,过硫酸铵用量为溶液质量分数的0.004%,哑硫酸氢钠用量为溶液质量分数的0.002%;对PAM/AMPS/DMDAAC的结构进行红外光谱和透射电镜表征,表明PAM/AMPS/DMDAAC链节上含有季铵盐和磺酸盐基团,分子呈现长链结构,分子链刚性好,交联现象少.     

二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的合成及应用

用复合引发体系(过硫酸盐-偶氮类引发剂)和脂肪胺类氧化还原体系引发,在实验室获得了单体转化率≥98%,特性粘数高于13.6 dL/g的阳离子共聚物PDA,探讨了控制聚合物分子量的影响因素.     

阳离子型高分子絮凝剂PDMDAAC与P(DMDAAC-AM)的合成及分析

在低于 2 0℃的温度下 ,向二甲胺溶液中同时滴加氯丙烯和NaOH溶液 ,保持pH值在 9.5～ 10 .5之间 ,待加料完毕后升温回流至反应完全 ,一步法合成了二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC) ,并采取减压蒸馏对其进行了提纯。然后采用水溶液自由基聚合方式 ,在 40℃下用占单体总质量 1%的复合引发剂引发DMDAAC ,或DMDAAC和丙烯酰胺 (AM)聚合 ,反应 8h后得到了阳离子型高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵 (PDMDAAC)及DMDAAC与AM的共聚物P(DMDAAC AM)。其中PDMDAAC的特性黏度可达 1.96dL/g,阳离子度为 10 %的P(DMDAAC AM)的特性黏度可达 9 2 6dL/g。发现元素分析法和沉淀滴定法均可用于P(DMDAAC AM)阳离子度的测定 ,沉淀滴定法更简捷方便。采用NMR和IR对PDMDAAC和P(DMDAAC AM)进行了详细的分析表征     

AIBA·2HCl-NaHSO3引发下DMDAAC-AM共聚物的合成与表征

采用偶氮二异丁脒二盐酸盐(AIBA·2HCl)和NaHSO₃(RH)组成的引发体系,研究了引发剂浓度、溶液的pH值、引发剂复配和加料方式等因素对二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)-丙烯酰胺(AM)共聚合反应规律的影响.结果表明：在30 ℃、n_AM∶n_DMDAAC=4∶1、ω(monomer) =30％和引发剂AIBA·2HCl-RH的浓度为1.0×10^-4 mol·L^-1的条件下, pH=7.0时, DMDAAC-AM共聚物的特性黏数达11.56 dl·g^-1;pH=10.0时,特性黏数最高达13.60 dl·g^-1.采取连续加料方式,可获得阳离子度38.8％,特性黏数达11.61 dl·g^-1的共聚物.进一步测得该引发体系30 ℃下,聚合反应的表观活化能为33.25 kJ·mol^-1,单体的竞聚率为γ_AM=6.800,γ_DMDAAC=0.174.     

光辅助引发制备较高阳离子度的P(AM-DMDAAC)

以丙烯酰胺(AM)与二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,氧化还原剂-偶氮盐为引发体系,采用光辅助引发聚合法对阳离子度分别为30％和40％的P(AM- DMDAAC)的制备进行了研究.考察了引发剂用量,单体质量分数,引发温度、pH值、助溶剂和络合剂用量等因素对聚合物特性粘数及溶解性的影响.结果表明,当阳离子度为3...     

酸液胶凝剂丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵的合成及性能评价

以二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）和丙烯酰胺（AM）为单体采用水溶液聚合的方法合成了一种酸液胶凝剂。研究了合成条件对该共聚物分子参数的影响，并对该共聚物用作酸液胶凝剂进行了评价实验。     

丙烯酰胺/丁基苯乙烯疏水缔合共聚物的合成与表征

以丁基苯乙烯(BS)为疏水单体,采用自由基胶束聚合法合成了丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BS)疏水缔合水溶性共聚物(PSAM),来解决该类聚合物热稳定性较差的难题。研究得到了适宜的反应条件:n(K2S2O8)∶n(Na2SO3)=3∶1,引发剂和BS相对于单体总量的摩尔分数分别为0.06%和1.45%,总单体在水里的质量分数为20%,SDS在水里的质量分数为5.5%,pH=6~7,反应温度50℃。采用该反应条件得到PSAM的临界缔合质量浓度为1 g/L,对应的水溶液表观黏度为21 mPa.s;质量浓度为2 g/L时,对应的水溶液表观黏度为78 mPa.s;质量浓度为1 g/L和2 g/L的PSAM在浓度为0.137 mol/L的NaC l水溶液中,于80℃老化120 d后的表观黏度分别为11.8 mPa.s和49.3 mPa.s,黏度保留率分别为42.1%和45.1%。通过元素分析、UV、FTIR表征了PSAM的分子结构;DSC分析表明PSAM为嵌段共聚物,两个玻璃化转变温度分别为BS链段的106℃和丙烯酰胺链段的203℃。     

聚(丙烯酸-丙烯酰胺)接枝辛基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯两亲性共聚物的合成及表征

以辛基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(C8PhEO10Ac)为大分子单体,丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为共聚单体,采用大分子单体接枝共聚法,制备了一种两亲性接枝共聚物(AA-AM-g-C8PhEO10Ac),用静态光散射(SLS)与GPC联用技术测得接枝共聚物的分子量为9.51×105,用FTIR、1H NMR和TG/DTA等手段对共聚物的结构及性能进行了表征。采用透射电子显微镜(TEM)对聚合物在水溶液中的自组装行为进行了初步研究。结果表明,AA-AM-g-C8PhEO10Ac在水溶液中自组装,形成球型胶束,随着浓度增大,趋向于形成更大的自组装体。