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℃。     

丙烯酰胺/丁基苯乙烯衍生物疏水缔合共聚物的溶液性能

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).凝胶渗透色谱（GPC）测试结果显示,PSAM的重均分子量为1.6868×10⁵,环境扫描电镜（ESEM）照片显示,PSAM在水溶液中形成了疏水缔合网络结构,结果表明,PSAM的增黏能力主要依赖于疏水结构单元的分子间疏水缔合作用.PSAM溶液性能的研究结果表明,溶液质量浓度超过0.1 g·dl^-1时,共聚物具有优良的增黏、耐盐及耐温性能,在80℃时显示良好的抗老化性能;PSAM亚浓溶液为假塑性流体,具有良好的触变性,低剪切速率下在最初一段时间内呈现剪切增稠性质.     

丙烯酰胺/丁基苯乙烯共聚物组成的非均匀性

以疏水缔合效应强于苯乙烯的丁基苯乙烯(BST)为疏水单体,采用自由基胶束共聚合方法合成了丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BST)疏水缔合水溶性共聚物(简称:PSAM)。采用元素分析测定PSAM的组成,通过直线截距斜率法得到AM和BST的竞聚率分别为0.76和8.55,说明BST的均聚反应活性较大,导致了BST疏水链段在共聚物分子中的分布存在着非均匀性,而且随着共聚合转化率的增加,这种共聚物组成的非均匀性对共聚物的增粘性能有很大的影响。当Cp=0.3 g/dL时,共聚合转化率分别为20.27%和89.07%的共聚物的溶液表观粘度分别为1283 mPa.s和296mPa.s。     

耐盐型疏水缔合聚合物的制备及流变性能

采用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)和水溶性阴离子疏水单体S-18制备了新型耐盐疏水缔合聚合物S-18HPAM。聚合放热测试表明:疏水单体含量的增加导致放热时间的延长,更有利于疏水结构的形成。微观结构测试表明:聚合物具有复杂的网状结构,在NaCl溶液中网状结构更为明显。流变测试结果表明:聚合物在盐溶液中具有良好的耐温和抗剪切性能。聚合物质量分数为0.3%(基于溶液总质量),温度90℃,剪切速率170 s–1和NaCl质量浓度20000 mg/L条件下,剪切后表观黏度大于70 mPa·s。在总矿化度20000 mg/L模拟地下水条件下,S-18HPAM质量分数为0.3%,剪切后黏度为70 mPa·s,加入质量分数0.5%表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)后,黏度增加到170m Pa·s。储能模量G'随着聚合物质量分数的增加而增大,体系弹性增强,同时疏水结构单元数量增加,形成致密的空间网络结构。     

双釜连续法合成高固含低粘度聚合物多元醇

采用双釜连续法合成了高固含聚合物聚醚多元醇(POP),研究了各种操作因素对聚合物多元醇性能的影响,在最优条件下合成出固含量45%,粘度为4 900 mPa.s(25℃)的聚合物多元醇产品。用动态光散射和扫描电镜研究了不同工艺下POP产品分散相粒子的粒径分布。结果表明采用双釜连续聚合工艺在增加聚合物多元醇产品分散相粒子粒径分布同时,又能增加平均粒径,从而能有效降低高固含聚合物多元醇的粘度。     

海上油田提高聚合物溶液粘度实验研究

海上油田采用注入污水稀释聚合物母液配制聚合物溶液时,聚合物溶液粘度大幅度降低,经分析得出注入污水中还原性离子S2-和Fe2+总量大于5.0 mg/L,是导致聚合物溶液粘度降低的主要因素,室内实验应用氧化剂处理海上油田注入污水和在聚合物母液中添加抑制降解剂,提高注入水配制聚合物溶液粘度,并确定注入水中投加氧化剂H_2O_2的量为20 mg/L,聚合物母液中添加抑制降解剂FJN的量为60mg/L,经处理后聚合物溶液粘度由6.1 mPa·s提升至46.8 mPa·s,增粘率高达667%,对海上油田应用聚合驱油技术进一步提高采收率具有重要意义。     

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.     

污水中离子对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响研究

通过开展单因素对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响实验,研究污水中非还原性离子Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和还原性离子S~(2-)、Fe~(2+)对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响。单因素实验研究表明,疏水缔合型聚合物溶液粘度保留率为60%时,单因素Na~+含量达到350 mg/L,单因素Ca~(2+)或Mg~(2+)含量达到100 mg/L左右,单因素S~(2-)含量达到6.5mg/L,单因素Fe~(2+)含量达到0.5 mg/L,确定对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响顺序是Fe~(2+)>S~(2-)>Ca~(2+)≈Mg~(2+)>Na~+,一方面,少量的还原性离子S~(2-)、Fe~(2+)对疏水缔合型聚合物溶液粘度影响较大,另一方面污水中非还原性离子Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量较高,对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响也不能忽视。     

星型低顺式聚丁二烯橡胶的合成及反应动力学研究

采用负离子溶液聚合的方法合成了树脂级低顺式聚丁二烯橡胶（LCBR）,并研究了其聚合反应动力学,考察了单体质量分数、温度、引发剂用量等对聚合过程的影响;求取了聚合动力学参数k;＂,表观增长活化能Ep＇为91．70kJ／mol;考察了影响LCBR胶液粘度的因素,结果表明,基础胶相对分子质量为3．50×10^4时,聚合物的胶液粘度为25mPa·s;基础胶相对分子质量为6．00×10^4时,聚合物的胶液粘度为35mPa·s。     

双尾型丙烯酰胺类疏水缔合共聚物的合成与表征

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:丙烯酸加量和表面活性剂含量的变化会影响聚合物的临界缔合行为;盐的引入能够显著降低表面活性剂的用量,提高聚合物的增黏效果;疏水单体含量较低时[0.35%～0.45%(mol)],聚合物可以表现出明显的增黏效果。当聚合物浓度为1 g·L^-1时,聚合物的黏度可以达到141.5 mPa·s,其临界缔合浓度(CAC)为0.75 g·L^-1左右。聚合物在120 g·L^-1的NaCl溶液和120 g·L^-1 NaCl、0.4 g·L^-1 CaCl₂溶液中,80℃下老化90 d,黏度分别为47.6 mPa·s和45.9 mPa·s。采用红外光谱、扫描电镜两种手段,表征了聚合物的结构。     

两亲高分子驱油剂体系的增粘性能和分子聚集行为

通过氧化-还原体系、采用水溶液胶束共聚法制得了一种两亲高分子(FPAM),研究了电解质、温度、表面活性剂等对两亲高分子在水溶液中的聚集体形态以及对水溶液宏观性质的影响。结果表明,高分子在水溶液中存在着特殊分子聚集体,这种聚集体能使高分子具有较强的耐盐抗温性能;在4%的NaCl溶液中,FPAM(1500 mg/L)体系粘度超过100 mPa.s;加入Gemini型表面活性剂(150 mg/L)的FPAM(1500 mg/L)二次水溶液粘度可达2 700 mPa.s。     

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。     

菜籽粕蛋白质混凝土发泡剂的制备及性能

以菜籽粕为原料,采用氢氧化钠、乙醇、硫酸铵提取的菜籽粕蛋白质溶液与水以体积比2∶1混合作基液,分别掺入一定量不同类型的表面活性剂进行复配,制备蛋白质类混凝土发泡剂。通过测定复配体系的发泡高度和稳泡时间优化复配方案,并测定复配前后泡沫性能最优时试样的表面张力和黏度。结果表明,在乙醇提取液中掺入3.0 g/L SDS+0.5 g/L CTAB+2.0 g/L SDBS进行复配时增效作用最好,发泡高度达110 mm,稳泡时间47h。复配后发泡剂的表面张力由43.47 mN/m降低到25.75 mN/m,黏度由4.20 mPa.s增加到4.50 mPa.s。通过对比表明,复配发泡剂的性能在发泡性和稳泡性方面已经超过某些市售发泡剂。     

Effect of surfactants on the thermodynamic properties of Methyl Orange dye in buffered solutions

The apparent thermodynamic parameters of ionisation and the association constants of the two forms of Methyl Orange were evaluated in the presence of different surfactants (TX-100 as nonionic, CTAB as cationic and SDS as anionic). The enthalpy of ionisation of the dye in aqueous solution and at different surfactant concentrations is obtained from a novel thermochromic method and is found to decrease in aqueous medium in CTAB and TX-100 micelles and to increase in the case of SDS micelles. The apparent ionisation constant of the dye is evaluated spectrophotometrically for each surfactant concentration and type. The apparent Gibbs free energy, entropy of ionisation and association constants are also calculated. The results are discussed in light of the stabilisation of the two forms of the dye in the micellar core of the different surfactants and their effect on properties of the bulk solution is examined.     

Bulk and bubble-scale experimental studies of influence of nanoparticles on foam stability

Influence of silicon oxide(SiO_2) and aluminum oxide(Al_2O_3) nanoparticles on the stability of nanoparticles and sodium dodecyl sulfate(SDS) mixed solution foams was studied at bulk and bubble-scale. Foam apparent viscosity was also determined in Hele-Shaw cell In order to investigate the foam performance at static and dynamic conditions. Results show that the maximum adsorption of surfactant on the nanoparticles occurs at 3 wt% surfactant concentration. Foam stability increases while the foamability decreases with the increasing nanoparticle concentration. However, optimum nanoparticle concentration corresponding to maximum foam stability was obtained at 1.0 wt% nanoparticle concentration for the hydrophilic SiO_2/SDS and Al_2O_3/SDS foams. Foam performance was enhanced with increasing nanoparticles hydrophobicity. Air-foams were generally more stable than CO_2 foams.Foam apparent viscosity increased in the presence of nanoparticles from 20.34 mPa·s to 84.84 mPa·s while the film thickness increased from 27.5 μm to 136 μm. This study suggests that the static and dynamic stability of conventional foams could be improved with addition of appropriate concentration of nanoparticles into the surfactant solution. The nanoparticles improve foam stability by their adsorption and aggregation at the foam lamellae to increase film thickness and dilational viscoelasticity. This prevents liquid drainage and film thinning and improves foam stability both at the bulk and bubble scale.     

Solution properties of anionic hydrophobic association polyacrylamide modified with fluorinated acrylate

The anionic hydrophobic association polyacrylamide (AFPAM) modified with fluorinated acrylate have been synthesized of acrylamide (AM), 2-acrylamide-2-methyl propanesulfonic acid (AMPS) and 2-(perfluorooctyl)ethyl acrylate (FEA) by free radical micellar copolymerization in aqueous solution utilizing sodium dodecyl sulfate(SDS) as the surfactant and potassium persulfate(KPS)/sodium bisulfite(SBS) as the redox initiator. The solution properties of these polymers were investigated. The results show that there are strong hydrophobic associations in the AFPAM aqueous solution. The intrinsic viscosity decreases and Huggins constant increases with the increase of hydrophobic FEA content. The addition of NaCl and CaCl₂ results in an increase of solution viscosity which indicate the good salt-resistant performance. The polymers exhibit good temperature tolerance property, shear-thickening and thixotropy behavior. Additionally, the AFPAM has higher surface activity in salt solution than in water.     

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。