丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物絮凝剂的合成及性能研究

采用反相乳液聚合法,合成丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物絮凝剂,共聚单体丙烯酰胺与丙烯酸投料的摩尔比为1∶1,考察了单体浓度、引发剂浓度、乳化剂用量、亲水亲油平衡值(HLB值)、油水体积比及乙二胺四乙酸二钠用量对共聚物特性粘数([η])的影响。实验结果表明,在单体用量为52g/mL(以每毫升水中单体的克数计)、油水体积比为1.5时,体系最稳定;氧化剂的浓度为3.3mmol/L时,共聚物特性粘数最大;在HLB值为5.30、乳化剂质量浓度为4.5g/mL时,絮凝效果最好;乙二胺四乙酸二钠用量(占单体的质量)的最佳值为0.24%,共聚物特性粘数达到最大。     

钻井液用超支化反相乳液聚合物的合成及其性能

以丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺为原料,采用氧化还原引发剂体系,在RAFT试剂存在下,通过反相乳液聚合制备了超支化P(AA-AM-AMPS)反相乳液聚合物。研究了引发剂比例及用量、油水体积比、乳化剂的HLB值及其用量等因素对共聚物的水溶液表观黏度及所处理钻井液的流变性和滤失量的影响。结果表明,当引发剂过硫酸铵/亚硫酸氢钠=1∶1,引发剂用量为0.16%~0.2%,油水体积比为0.875~1.0,复合乳化剂HLB值为6.9~7.1,复合乳化剂用量为7.6%~8.5%时,制得反相乳液聚合物的水溶液表观黏度为66~71 mPa·s,该超支化P(AA-AMAMPS)反相乳液聚合物在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水基浆中具有较好的增黏、降滤失能力,抗温、抗盐能力强,同时具有较强的润滑能力,在淡水基浆中加量为1%时润滑系数降低率为68.3%。     

三元反相微乳液共聚的研究

研究了以煤油为连续相、MOA-3和0P-10为复合乳化剂、过硫酸钾一亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂引发体系所进行的丙烯酰胺(AM)和丙烯酸钠(SA)以及第三单体的反相微乳液共聚反应。在单体浓度为50％-65％、引发剂浓度在0．01％-0．04％、乳化剂的浓度在20％～35％和聚合温度在30℃和低转化率情况下得到的共聚合反应动力学方程为：Rp∝[M]1.51[I]0.22[E]0.52。还考察了温度对聚合速率的影响，计算得到反应活化能为30．36kJ／mol。     

反相乳液聚合制备丙烯酰胺-丙烯酸铵共聚物

采用反相乳液聚合法,以液体石蜡为连续相、丙烯酰胺和丙烯酸水溶液为分散相、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂,制备了丙烯酰胺(AM)-丙烯酸铵(AA)共聚物;考察了引发剂含量、单体AM含量、复合乳化剂Span-80与Tween-80的配比、聚合体系pH、聚合温度、油水比等对AM-AA共聚物性能的影响。较佳的聚合条件为:过硫酸铵占单体总质量的0.7%,AM占丙烯酸质量的40%～45%,m(油)∶m(水)=1.1,m(Span-80)∶m(Tween-80)=92∶8(Span-80和Tween-80复合乳化剂的亲水亲油平衡值约为5.2),聚合温度60～70℃,聚合体系pH约为9.0。在此条件下,制得的AM-AA共聚物的黏度较大,稳定性较好。     

丙烯酰胺反相微乳液共聚物相对分子质量的研究

采用煤油作连续相，以MOA-3和OP-10为复合乳化剂，过硫酸钾(K2S208)-亚硫酸氢钠(NaHSO3)为氧化还原引发体系，进行丙烯酰胺(AM)和丙烯酸钠(SA)的反相微乳液共聚合反应，在单体浓度为50％～65％，引发剂浓度为0．1‰-0．4‰，乳化剂浓度为20％～35％，聚合温度为25—40℃的条件下，考察了温度和单体水溶液的pH值对共聚物相对分子质量(M)的影响，还得到了共聚物相对分子质量与单体浓度([M])、引发剂浓度([I])、乳化剂浓度([E])的近似关系：M∝[M]^0.587[I]^-0.361[E]^-0.882。     

反相乳液聚合制备聚丙烯酸钠

采用反相乳液聚合法合成聚丙烯酸钠 ,研究了反应温度、引发剂用量、乳化剂用量及配比和单体中和度对产物相对分子质量的影响。结果表明 ,最佳的反应温度为 45℃ ,引发剂浓度为 4 0mmol/L ,乳化剂 (占油相 )质量分数为5 % ,单体中和度为 70 %。     

聚丙烯酸钠及其肟化产品的合成与表征

以甲醇水溶液为溶剂、过硫酸钾和乙二胺为氧化还原引发剂、十二硫醇为链转移剂、丙烯酸和丙烯酸甲酯为单体进行自由基聚合制备了低相对分子质量聚丙烯酸钠。通过均匀设计实验得出聚合过程中各因素对产品相对分子质量的影响顺序为:过硫酸钾用量>十二硫醇用量>聚合温度>过硫酸钾与乙二胺的摩尔比。在过硫酸钾质量分数3.5%、过硫酸钾与乙二胺摩尔比1∶1、聚合温度75℃、十二硫醇质量分数3.72%、丙烯酸与丙烯酸甲酯摩尔比4.0的条件下制备了相对分子质量为1244、可作为分散剂使用的聚丙烯酸钠。同时,对聚丙烯酸钠进行肟化改性,制备出具有鳌合金属离子性能的功能型共聚物,并通过红外光谱对聚丙烯酸钠和肟化改性聚丙烯酸钠的结构进行了分析。     

光引发玉米淀粉-丙烯酸反相乳液接枝共聚合制备高吸水性树脂

采用2,2-二甲氧基苯基苯乙酮、二苯甲酮及2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦等多种光引发剂,引发玉米淀粉-丙烯酸/水/煤油/失水山梨醇单油酸酯+壬基酚聚氧乙烯醚反相乳液接枝共聚合,探讨了光引发剂的种类和浓度、玉米淀粉和乳化剂的用量及光照时间对反相乳液接枝共聚合的影响。实验结果表明,多种光引发剂都可引发玉米淀粉-丙烯酸反相乳液接枝共聚合,30m in内单体转化率达到65.31%~92.61%。将玉米淀粉-丙烯酸反相乳液接枝共聚物适度交联,可制得颗粒状高吸水性树脂,交联剂的含量和加入方式都影响树脂的吸水性能。二次聚合可提高树脂的吸水倍率和耐盐性能;扫描电镜观察显示,二次聚合结束时乳胶粒子的粒径增大。     

反相乳液聚合物在油田调驱堵水中的应用研究

本文以转化率和特性黏度为评价指标,探讨了反相乳液体系中乳化剂用量、乳化剂的配比、油水比、引发剂的量、单体浓度等因素对反相乳液聚合体系的稳定性和聚合产物的性能的影响,采用正交设计方法对聚合体系的制备工艺进行了优化。     

聚合型乳化剂反相乳液聚合法制备

以煤油为连续相,水为分散相,Span80丙烯酸酯/Span80/Twen80为复配乳化剂,过硫酸钾和亚硫酸氢钠为引发剂,N,Nl-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,丙烯酸、丙烯酸钠为单体,采用反相乳液聚合法合成印染增稠剂.考察了交联剂用量、丙烯酰胺用量、引发剂浓度、单体浓度、聚合温度、反应时间等对增稠剂黏度和聚合转化率的影响,确定了最佳实验条件,并考察了增稠剂的抗电解质性及流变特性.实验结果表明较理想反应条件为:煤油45 g,水相60 g,质量比为0.8:0.3:0.1的三元乳化剂(可聚合乳化剂、Span80与Twen80)在乳液中质量分数为6.67%,水相中丙烯酸-丙烯酸钠浓度为3 mol/L,总单体中丙烯酸钠摩尔分数为0.82,n(交联剂):n(总单体)=1.803×10-2,n(丙烯酰胺):n(总单体)=0.063,m(引发剂用量):m(总单体)=0.036%,反应时间为7 h,反应温度为23℃.该增稠剂具有较好的抗电解质性及流变特性.     

苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元无皂乳液共聚

对苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元无皂乳液聚合体系进行了研究,考察了聚合体系中丙烯酸用量、中和度和过硫酸钾引发剂用量等因素对乳液稳定性、单体转化率、乳胶粒径及其分布的影响,并对乳胶粒子的成核机理进行了探讨。实验结果表明,聚合体系中丙烯酸钠起反应型乳化剂的作用,在丙烯酸用量为单体总质量的10%、体系pH为5.6时,可制得稳定的乳液;在中和度一定的条件下,单体转化率随丙烯酸和过硫酸钾用量的增加而增大;体系以均相成核方式为主,乳胶粒子的分散系数小于1.03。     

反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺

采用反相乳液聚合方法,在氧化-还原引发体系下,制备阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂。应用均匀设计的方法研究引发剂量、乳化剂量、抗交联剂量、单体摩尔比、油水体积比以及反应温度对产物特性粘数的影响,得出了优化的工艺条件。在乳化剂0.80 g、引发剂2.50 mL、抗交联剂0.05 g、单体丙烯酸与丙烯酰胺摩尔比3.5／6.5、油水体积比2.25、反应温度45℃时,产物的特性粘数为12.07 dL／g。     

反相乳液聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺及其絮凝性能研究

对反相乳液聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺的合成工艺进行了研究。主要考察了乳化剂和引发剂对反应的影响。研究发现,复配乳化剂的配比对单体的转化率有影响,当Span85：Span40=0．15：0．85（HLB≈6）时转化率可达到90％．引发体系采用过硫酸钾-亚硫酸氢钠氧化还原体系时,不同的配比对单体的转化率也有影响,当K2S2O8：NaHSO3（质量比）为1：1时转化率可达到90％。对反相乳液聚合法制得的阳离子聚丙烯酰胺的絮凝性能进行了研究,研究发现,当使用无机絮凝剂明矾与实验制得的阳离子聚丙烯酰胺复配时可以达到非常好的絮凝效果。     

丙烯酸系反相乳液聚合及增稠性能的研究

研究了以Span-GFZ为乳化剂,脂肪烃为油相介质,在氧化还原引发剂存在下的丙烯酸系反相乳液聚合。考察了水相pH值、GFZ和交联剂用量、丙烯酰胺单体及疏水型长链单体用量对聚合反应及产物性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)对聚合胶乳粒子在不同pH值条件下的形态进行了表征。     

聚合型乳化剂反相乳液聚合法制备印花增稠剂

以煤油为连续相,水为分散相,Span80丙烯酸酯/Span80/Twen80为复配乳化剂,过硫酸钾和亚硫酸氢钠为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,丙烯酸、丙烯酸钠为单体,采用反相乳液聚合法合成印染增稠剂。考察了交联剂用量、丙烯酰胺用量、引发剂浓度、单体浓度、聚合温度、反应时间等对增稠剂黏度和聚合转化率的影响,确定了最佳实验条件,并考察了增稠剂的抗电解质性及流变特性。实验结果表明较理想反应条件为:煤油45 g,水相60 g,质量比为0.8:0.3:0.1的三元乳化剂(可聚合乳化剂、Span80与 Twen80)在乳液中质量分数为6.67%,水相中丙烯酸一丙烯酸钠浓度为3 mol/L,总单体中丙烯酸钠摩尔分数为0.82,n(交联剂):n(总单体)=1.803×10~(-3),n(丙烯酰胺):n(总单体)=0.063,m(引发剂用量):m(总单体)=0.036%,反应时间为7 h,反应温度为23℃。该增稠剂具有较好的抗电解质性及流变特性。     

抗高温反相乳液增黏剂DVZ-1的研究与应用

针对新疆塔东地区深井高温下导致钻井液流变性变差等问题,采用氧化还原体系,利用反相乳液聚合法,以白油为油相,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）和N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）为原料,合成了抗高温钻井液用增黏剂DVZ-1。研究了单体配比、引发剂和反应温度等条件对产品性能的影响,并借助于红外光谱、热重分析及凝胶色谱仪对合成产物进行了表征,评价了该产品在钻井液中的增黏性、高温稳定性和降滤失性,并分析了其作用机理。结果表明,DVZ-1的最佳合成条件为单体质量分数为50%（相对于水相）,引发剂用量为0.2%,油水比为1:1,复合乳化剂质量分数为7%（相对于油相）,单体物质的量比为AMPS:DMAM:NVP=1:4:0.5,pH值为8,反应温度为50℃,反应时间为6 h,合成的DVZ-1热稳定性好,抗温达220℃,在淡水、盐水和饱和盐水基浆中均有较好的增黏和降滤失作用,在塔东GC14井和大庆XS7-H1井等6口井的现场应用过程中,解决了钻井液高温减稠、窄环空间隙条件下携岩等问题,保障了钻井作业的顺利实施。      

油田堵水用反相乳液的制备与性能研究

以柴油、乳化剂、纳米二氧化硅为主要原料,配制了一种可用于油田选择性堵水用的纳米粒子稳定反相乳液,考察多种因素对其性能的影响。实验结果表明,乳化剂用量对乳状液粘度影响不大,其用量选择2％较合适;油相中纳米二氧化硅用量增加,乳状液粘度随之增加,当油相中纳米二氧化硅含量低于0．2％时,乳状液粘度随温度升高而上升,添加少量纳米二氧化硅即可改变乳状液粘-温特性;调节油水体积比可调整乳状液的粘度,并且当水油比大于4：1时,乳状液的粘度急剧上升;氯化钠加入也导致乳状液的粘度随温度的增加而升高。