离子型疏水缔合共聚物的分子复合

 通过丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BST)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)阴离子共聚物(PASA)与丙烯酰胺(AM)/ BST/二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)阳离子共聚物(PBAD)的分子复合,得到复合型疏水缔合聚合物驱油剂PASA/PBAD。溶液表观黏度测试和AFM结果表明,反电荷的静电相互吸引作用能加强疏水基团的分子间缔合作用,形成流体力学体积巨大的缔合结构,使得当PBAD/ PASA复合聚合物中PBAD质量分数分别为15%和90%时,其质量浓度为2 g/l的水溶液和NaCl溶液（NaCl浓度为1.026 mol / l）的表观黏度分别为3561和227 mPa.s,远高于相同质量浓度PBAD和PASA单组分的水和NaCl溶液的表观黏度。在NaCl浓度更高 (1.710 mol/l)时,PASA/PBAD 的NaCl溶液的表观黏度仍能达到201 mPa.s,显示了其良好的抗盐性。复合聚合物溶液的耐温和抗剪切性能也得到了明显的提高。     

AM/STD/NaAMPS疏水缔合共聚物溶液性能

实验室自制了疏水单体苯乙烯衍生物,合成了丙烯酰胺/苯乙烯衍生物(STD)/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸钠疏水缔合水溶性共聚物(PASA)。研究了该共聚物的溶液性能,包括疏水缔合效应、共聚物中阴离子单体加入量的影响、抗盐性、抗剪切性、温度效应、溶液热稳定性、共聚物与表面活性剂的相互作用等。实验表明,引入STD使共聚物具有较强的疏水缔合效应和优良的增粘能力,溶液质量浓度为0 1g/dl时,表观粘度达208 5mPa·s。0 1g/dl的共聚物溶液于70℃下放置120d,表观粘度为105mPa·s,具有优良的热稳定性。表面活性剂对共聚物溶液表观粘度的影响显著,加入0 8mmol/L十二烷基苯磺酸钠时,0 1g/dl的PASA溶液的表观粘度高达2178mPa·s。     

新型两亲丙烯酰胺共聚物的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM),丙烯酸(AA),N,N-二烯丙基油酰胺(DNDA)和1-(2-羟丙基磺基)-2-丙烯酰胺基吡啶内盐(Py SA)为原料,合成了一种具有两亲性的丙烯酰胺共聚物AM/AA/DNDA/Py SA。1 000 mg/L共聚物溶液表观黏度达到424.6 mPa·s;当剪切速率达到1 000 s-1时,2 000 mg/L共聚物溶液的表观黏度为20.6 mPa·s;在170 s~(-1)且120℃时,溶液表观黏度高达32.8 mPa·s,黏度保留率为54.9%;溶液中NaCl的加量为12 000 mg/L时,聚合物表观黏度为27.2 mPa·s;70℃,模拟地层水矿化度19 589 mg/L时,2 000 mg/L的共聚物溶液可提高模拟原油采收率10.40%。     

接枝丙烯酰胺共聚物在水溶液中的缔合与黏弹行为

采用荧光探针研究了丙烯酰胺(AM)/4-乙烯苄基辛基酚聚氧乙烯(18)醚(VE)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)接枝共聚物(PAE)在水溶液中的疏水缔合作用,揭示了聚合物水溶液的超分子缔合结构与黏弹性能的相互关系。结果表明,在纯水和盐水溶液中,当聚合物浓度不高于0.1 g/L时,PAE主要以伸展的单分子链存在。随着PAE浓度的增加,分子间疏水缔合作用明显增强,疏水微区的非极性和尺寸均显著增加;当PAE浓度高于2 g/L时,缔合微结构的尺寸虽然增加,但其微区的非极性变化很小。当其浓度高于1.5 g/L时,由于缔合结构的形成,PAE在角频率0.05~50 rad/s范围内,PAE在纯水和盐水溶液中均主要表现为弹性行为。     

耐温抗盐聚合物PAMA的表征及溶液性能研究

合成了新型单体4-烯丙基庚烷基苯酚(AHP),然后以丙烯酰胺(AM)为主要原料、引入单体AHP,同时引入适量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),采用水溶液自由基胶束聚合法合成了疏水缔合AM-AMPS-AHP三元共聚物(PAMA)。利用1H-NMR和FT-IR分别对AHP和PAMA进行表征。考察AHP加入量、聚合物浓度、NaCl浓度和温度对共聚物溶液黏度的影响。结果表明,引入AHP单体使共聚物具有优良的增黏和抗盐能力,含AHP(摩尔分数为1.0%)、质量浓度为1 500mg/L的PAMA溶液在53℃、20 000mg/L NaCl盐水中的黏度达到178.6mPa·s,在90℃、7 000mg/L NaCl盐水中的黏度达到110.8mPa·s,显示出良好的耐温、抗盐性能。     

几种滑溜水缔合型降阻剂的制备及性能

为研究含不同疏水结构缔合型二元丙烯酰胺共聚物降阻剂的性能,合成了4 种疏水改性单体：N,N-二甲基 烯丙基苯基丙烷基溴化铵（Allyldimethylalkyl quaternary ammonium salt 1,AQAS1）、N,N-二甲基烯丙基壬烷基 溴化铵（AQAS2）、N,N-二甲基烯丙基-9-甲基十九烷基溴化铵（AQAS3）和N,N-二甲基烯丙基二十烷基溴化铵 （AQAS4）,采用水溶液聚合法分别将合成的疏水单体与丙烯酰胺（AM）共聚制备了4 种二元共聚物P（AM/ AQAS1）、P（AM/AQAS2）、P（AM/AQAS3）、P（AM/AQAS4）。研究了这4 种共聚物的溶解性能以及耐盐、耐温耐 剪切性能,并对比测定了不同浓度P（AM/AQAS1）与部分水解聚丙烯酰胺P（AM/NaAA）在10 g/L 的NaCl溶液中 的降阻能力。研究结果表明,所合成的4 种疏水缔合型丙烯酰胺共聚物在0～20 g/L 的NaCl 溶液中表现出良好 的耐盐性;在30～100 ℃范围内持续升温,表观黏度随温度提升下降幅度较小,表现出良好的耐温性;带环状结 构的聚合物表观黏度受剪切时间的影响较大,带链状结构的聚合物表观黏度几乎不受影响,但4 种聚合物总体上 均表现出耐剪切性能。用矿化度为10 g/L 的NaCl溶液配制的质量分数为0.15%的P（AM/AQAS1）溶液在流量为 45 L/min 时达到了最佳降阻效果,降阻率为60%,而相同条件下P（AM/NaAA）溶液的降阻率仅为51%,P（AM/ AQAS1）的降阻效果更显著。     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸钠/全氟己基乙基甲基丙烯酸酯三元共聚物的疏水缔合性质

采用胶束聚合法制备了丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸钠/全氟己基乙基甲基丙烯酸酯三元含氟碳基团的水溶性疏水缔合共聚物,用傅里叶变换红外光谱对该共聚物的结构进行了表征,用热重分析研究了它的热稳定性。表面张力测定结果表明,该共聚物在临界胶束浓度处的表面张力达到33.7mN/m;溶液的表观黏度测定结果表明,该共聚物具有较好的缔合性质和耐温耐盐性能;动态激光光散射表征结果显示,该共聚物聚集体的平均流体力学半径(Rh)随温度的升高而增大,在钙离子存在时,该共聚物聚集体的Rh随钙盐溶液质量浓度的增加变化不大,表明其具有较强的抗钙能力。     

耐温抗盐聚合物PAMA的表征及溶液性能研究

合成了新型单体4-烯丙基庚烷基苯酚（AHP ）,然后以丙烯酰胺（AM）为主要原料、引入单体AHP,同时引入适量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）,采用水溶液自由基胶束聚合法合成了疏水缔合AM-AMPS-AHP三元共聚物（PAMA）。利用1H-NMR和FT-IR分别对AHP和PAMA进行表征。考察AHP加入量、聚合物浓度、NaCl浓度和温度对共聚物溶液黏度的影响。结果表明,引入AHP单体使共聚物具有优良的增黏和抗盐能力,含AHP（摩尔分数为1.0%）、质量浓度为1 500 mg/L的 PAMA溶液在53 ℃、20 000 mg/L NaCl盐水中的黏度达到178.6 mPa?s,在90 ℃、7 000 mg/L NaCl盐水中的黏度达到110.8 mPa?s,显示出良好的耐温、抗盐性能。     

AM/AMPS/DMDAAC/OAM水溶性疏水缔合两性共聚物的合成及其性能

以十八醇为原料,制备了长链疏水单体N-十八烷基丙烯酰胺(OAM);以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、OAM为单体,合成了水溶性疏水缔合两性共聚物AM/AMPS/DMDAAC/OAM。利用1H NMR,FTIR,DTA-TG手段研究了共聚物的结构和热稳定性,考察了OAM疏水单体含量、共聚物含量、AMPS含量、温度、剪切速率以及NaCl含量对共聚物溶液表观黏度的影响。实验结果表明,当OAM摩尔分数为1.0%、AMPS摩尔分数为25%、共聚物质量分数为2.5%时,共聚物溶液的增黏性能很好,溶液的表观黏度可达1 648 mPa·s。将疏水基团和两性离子同时引入分子链中,提高了共聚物的耐温抗盐和耐剪切性能,可作为三次采油的驱油剂。     

一种新型水溶性丙烯酰胺三元聚合物磺酸盐的合成及评价

在过硫酸铵((NH4)2S2O8)-亚硫酸氢钠(NaHSO3)氧化还原体系下合成了丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸(AMPS)/N-烯丙基油酰胺(CON)三元共聚物。最佳反应条件为:单体配比m(AM)∶m(AMPS)=9∶1,CON加量0.33%,引发剂0.4%,pH值为7,温度40℃,反应8h。对AM/AMPS/CON共聚物进行了红外和特性黏数(621mL/g)表征;当NaCl质量浓度为12g/L时,AM/AMPS/CON三元共聚物的黏度保留率能达到36.67%,当MgCl2,CaCl2质量浓度为1.2 mg/L时,共聚物的黏度保留率分别为48.24%,41.75%;温度为120℃时,AM/AMPS/CON三元共聚物粘度保留率达43%。     

不同类型体系下复合型添加剂对水合物生成的影响

通过实验研究了纯水和盐类体系下复合型添加剂对水合物生成的影响,选用甲基环己烷(MCH)与NaCl分别和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)混合溶液作为实验溶液。研究发现,两种类型体系相比较,NaCl+SDBS混合溶液在SDBS浓度为255mg/kg时诱导时间最短,为复合型添加剂的最佳反应浓度,此时的溶液体系能很好地优化水合物形成过程,且比单一的NaCl溶液、MCH溶液或SDBS溶液的诱导时间都有明显缩短,此时的氯化钠溶液浓度为海水浓度。此数据对今后储存运输水合物有着重要的指导意义。     

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恒定部分水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）、聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）浓度时,ＰＶＰ／ＳＤＢＳ混合溶液的粘度随ＳＤＢＳ浓度的增加在一浓度（Ｃ１）处陡然增大,到另一更高浓度（Ｃ２）后粘度不再增加,出现一个平台,相应混合溶液的表面张力曲线出现有两个明显的转折点Ｔ１和Ｔ２,Ｔ１处ＳＢＢＳ浓度与Ｃ１处ＳＤＢＳ浓度相同,ＳＤＢＳ浓度小于Ｔ１时,混合溶液表面张力低于单独ＳＤＢＳ溶液表面张力,从Ｔ开始,混合溶液表面张力小     

疏水缔合聚丙烯酰胺溶液挂壁与粘度的关系

研究了NaCl和CaCl2浓度对部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和疏水缔合聚丙烯酰胺（HAP）溶液挂壁与粘度的影响。结果表明，随着NaCl浓度增加，HPAM溶液的粘度降低，且溶液没有挂壁现象出现；随着CaCl2浓度增加，HPAM溶液的粘度先急速降低，再有所增加，当CaCl2质量浓度大于299．7mg／L时，粘度则又缓慢降低，溶液也没有挂壁现象出现。而对于HAP．随着NaCl浓度增加，其粘度先降低后增加，当NaCl质量浓度达到10000mg／L时，溶液出现挂壁现象；随着CaCl2浓度增加，HAP溶液的粘度先上升后降低，当溶液中CaCl2质量浓度达到149．8mg／L时，HAP溶液出现挂壁现象。HAP中疏水基团的相互作用是引起HAP溶液挂壁的主要原因。     

抗盐丙烯酰胺非线型共聚物的合成及溶液特性

实验室合成了长链大单体4-乙烯基辛烷基酚聚氧乙烯(14)醚(SMA),并以丙烯酰胺(AM)为主要原料,引入单体SMA、4-乙烯基联苯(VB)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),采用水溶液自由基胶束聚合法合成了抗盐丙烯酰胺非线型共聚物(PPSA)。采用核磁共振氢谱(¹H-NMR)和红外光谱(FT-IR)对PPSA进行了表征。考察了聚合物质量浓度、NaCl含量和温度对共聚物溶液表观黏度的影响。结果表明：PPSA在NaCl水溶液中显示出优异的盐增稠和热增稠效应;当PPSA质量浓度为2000 mg/L时,在53 ℃下质量分数为10%NaCl水溶液中表观黏度达到1210 mPa·s,显示了优异的增黏和抗盐性能;且在80 ℃下质量分数为10%NaCl水溶液中的表观黏度仍达到100.3 mPa·s,显示了良好的耐温性;扫描电镜(SEM)照片显示PPSA在高浓度NaCl水溶液中形成了超分子网络结构。     

磺酸基羟丙基瓜尔胶的制备和性能

以3-氯-2-羟基丙磺酸钠,瓜尔胶原粉为原料,在碱性催化剂作用下采用湿法合成了磺酸基羟丙基瓜尔胶.讨论了外加盐、酸度、取代度和不同浓度的瓜尔胶水溶液对磺酸基羟丙基瓜尔胶流变曲线的影响,并通过红外光谱,扫描电镜,核磁图谱,XRD等进行了分析.结果发现,随着外加盐浓度的增大,表观黏度逐渐减小,表现出明显的聚电解质的通性,A...     

十二烷基苯磺酸钠胶束在含Ni~(2+)水溶液中的超滤特性研究

采用截留相对分子质量40 k的超滤膜,研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及其胶束在含Ni2+水溶液中的超滤特性,讨论了对SDBS及Ni2+截留率和膜通量的影响因素。结果表明,SDBS胶束在水溶液中与Ni2+作用,可形成比纯SDBS胶束大得多的胶束或胶束聚集体;经过超滤膜过程处理,获得了镍离子浓度小于0.28mg/L,COD小于52的透过液,用于含镍废水处理,可达到国家废水排放标准或装置回用要求;Ni2+的回收率达98%以上,有利于浓缩液回收金属;在pH值为9.56时,可获得145.8 L/(m2.h)的通量。     

树状多磺酸钠的溶液性质及其对苯甲酸的增溶性

以端基为8个丙烯酸酯双键的树状化合物和亚硫酸氢钠为原料合成了树状多磺酸钠(PSS)。研究了PSS的溶液性质,测定了PSS对苯甲酸的增溶性。实验结果表明,当PSS溶液pH=1.5～12.0,w(PSS)=1.0%～5.0%时,PSS溶液的黏度为3.6～3.8mPa·s;PSS溶液的黏度随其含量的变化规律与NaCl溶液相似;当PSS溶液pH=3.0～10.0时,w(PSS)=1.0%～5.0%的PSS溶液的电导率为0.64～1.12S/m,不随pH改变;PSS溶液的电导率随其含量的变化规律与海藻酸钠溶液相似。PSS溶液的临界胶束质量浓度为12.3g/L,最小表面张力为47.4mN/m(25℃)。在相同质量浓度0.500g/L时,PSS对苯甲酸的增溶量约是十二烷基硫酸钠的4倍。     

硫代甜菜碱12/十二烷基苯磺酸钠复配体系协同作用的研究

在30℃时研究了两性离子表面活性剂硫代甜菜碱12(SB3-12)和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)复配体系的稳定性和表面性能,发现复配体系具有很好的稳定性和较强的协同增效作用,且SB3-12与SDBS以摩尔比7∶3进行复配时,形成胶束的增效作用最显著,并考察了添加剂NaCl、正丙醇、β-环糊精对复配体系表面性能的影响。结果表明,当NaCl的浓度和正丙醇的体积分数分别为0.01～0.4mol/L,0.5%～4%时,复配体系的CMC随着NaCl、正丙醇浓度的增加而降低,而以β-环糊精作为添加剂,当其浓度为0.5～2.5mmol/L时,复配体系的CMC随着其浓度的增加而升高。     

孪尾疏水缔合丙烯酰胺/丙烯酸钠/N，N-二正丁基丙烯酰胺共聚物水溶液的粘度行为

采用先加碱共聚-共水解法合成了孪尾疏水缔合性丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-二正丁基丙烯酰胺共聚物[P(AM/NaAA/DiC_4AM)]。当x(疏水单元)=0.2%～5.0%时,P(AM/NaAA/DiC_4AM)在1 mol/L NaNO_3溶液中的特性粘数[η]为1.720～0.330 L/g、Huggins常数值为0.375～3.894。P(AM/NaAA/DiC_4AM)在矿化度为19.334 mg/g盐水溶液中的表观粘度随疏水单体用量的增加而增加,随温度、剪切速率的增加而降低；在离子强度为2.26～4.88 mmol/kg的NaCl水溶液和离子强度为0.21～0.528 mmol/kg的CaCl_2水溶液中,P(AM/NaAA/DiC_4AM)水溶液出现盐增粘现象,且疏水单体用量越高,盐增粘效应越显著。当p (十二烷基硫酸钠)=0～0.7 g/L,p(溴化十六烷基三甲基铵)=0～0.014 g/L时,对P(AM/NaAA/DiC_4AM)水溶液的表观粘度没有明显影响。