聚丙烯酰胺-co-丙烯酸类温敏凝胶研究

以丙烯酰胺和丙烯酸为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(C18DMAAC)为交联剂,分别制得了具有上限临界溶解温度(UCST)的温敏性化学交联致丙烯酰胺-丙烯酸共聚物(P(AM—co—AA))凝胶(RG)和强疏水缔合作用致P(AM—co—AA)凝胶(HG)。研究了单体浓度和AA/AM对RG的UCST和退胀性质的影响,发现摩尔分数增大时,RG的UCST和失水率均先增大后下降;x(AA)∶x(AM)逐渐接近5∶5时,RG的UCST和失水率逐渐增大。对比交联剂摩尔分数、尿素摩尔分数和表面活性剂加入对RG和HG的UCST和退胀性质的影响以及两者的凝胶强度发现:MBA摩尔分数在0.2%～2.0%区间增大时,RG的UCST和失水率逐渐增大;C18DMAAC摩尔分数在0.1%～1.0%时,HG即使在70℃时仍具有很强的氢键,UCST远大于70℃;相同交联剂摩尔分数时,HG的失水率远大于RG;尿素加入后RG的UCST和失水率先降低后增大,HG的UCST和失水率一直下降,但下降幅度不大;不同类型表面活性剂加入后,RG的UCST和失水率均有升高,HG的UCST和失水率变化不大;对于UCST接近的RG和HG,RG的凝胶强度要远大于HG。     

光聚合法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺/2-甲基丙烯酸)水凝胶及其pH敏感性研究

利用光聚合法合成了N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)与2-甲基丙烯酸(MA)的共聚水凝胶P(NIPA-co-MA),研究了其pH敏感性和溶胀行为。结果表明,在NIPA上引入亲水单体MA后,凝胶的pH敏感性得到改善。该凝胶在pH值为2.0～12.0范围内均有pH敏感性。在不同的pH值溶液中凝胶的溶胀行为不同,在pH值为2.0溶液中凝胶的溶胀率最小,随着pH值增加,凝胶的溶胀率增加,在pH值为9.0时,溶胀率最大,之后随着pH值增加,凝胶的溶胀率下降。     

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。     

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。     

衣康酸-丙烯酰胺-丙烯酸三元共聚物螯合分散剂的合成及性能评价

实验以水作溶剂,过硫酸盐为引发剂,衣康酸(IA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为单体,制备IA/AM/AA三元共聚物.经正交实验和单因素实验对影响螯合力及分散力的因素进行了考察和优化.确定了最佳合成条件为:m(IA):m(AM):m(AA)=1:0.05:1.5,聚合温度为75℃,引发剂过硫酸铵用量为单体总质量的2...     

甲基丙烯酸羟丙酯与丙烯酰胺共聚物的合成

以过氧化苯甲酰 ( BPO)为引发剂合成了甲基丙烯酸羟丙酯 ( HPMA)与丙烯酰胺 ( AAm)二元共聚物 ,对其进行了溶解性能和提纯方法的研究 ,并作了红外光谱分析 ,同时还将其与甲基丙烯酸羟丙酯均聚物作了对比研究。     

明胶-异丙基丙烯酰胺水凝胶的溶胀性

以明胶和N -异丙基丙烯酰胺 (NIPAM )为原料 ,制备了明胶 -PNIPAM (聚N -异丙基丙烯酰胺 )水凝胶 ,研究不同的明胶 /NIPAM配比、温度、离子强度对其平衡溶胀度的影响。结果表明 :交联剂质量分数为 2 %时 ,当温度高于最低临界溶液温度 (LCST)值 ,水凝胶中明胶组分越多 ,凝胶的平衡吸水量越大 ;当温度低于LCST ,质量比为明胶 /NIPAM =5 /5 ,水凝胶的溶胀度最大。交联剂质量分数为 0 3%时 ,无论温度在LCST以上或以下 ,溶胀度都随明胶含量的增加而增加。离子强度对溶胀度的影响呈非单调性关系。     

聚(丙烯酸-丙烯酰胺)的溶胀动力学

采用实验方法研究了不同交联剂用量的高吸水剂聚(丙烯酸-丙烯酰胺)(P(AA-AM))在去离子水、质量分数为0.9%和3 0%的 NaCl 水溶液中的溶胀动力学。实验结果表明,P(AA-AM)的溶胀动力学符合二次速率方程,并得到脱水动力学模型常数。随交联剂用量的增加,P(AA-AM)的平衡溶胀度(Q_e)降低,而溶胀速率(k_s)提高;随介质中 NaCl 含量的增加,Q_e 显著降低,而 k_s增大。NaCl 水溶液中的溶质和溶剂一起被 P(AA-AM)吸收,P(AA-AM)在 NaCl 水溶液中与在去离子水中的吸收机理相同。P(AA-AM)溶胀凝胶的脱水动力学常数很小,保水能力良好,而且随交联剂用量的增加和环境温度的降低,保水能力增强。     

三元N-乙烯基吡咯烷酮共聚物高亲水性接触镜水凝胶的制备

以三甘醇为单体稀释剂,合成了N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)-α-甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)-甲基丙烯酸乙酯(EMA)三元共聚水凝胶,确定了较优工艺条件为:w(EMA)=6％,m(单体稀释剂):m(单体总量)=0.3:1,引发剂(偶氮二异丁腈)加入量为单体总量的0.1％(质量分数),交联剂(Bis)的加入量为0.1％(质量分数),在90℃反应20 h。分析结果表明:所合成的水凝胶具有良好的光学透明度和机械强度,其平衡含水量大于84％,拉伸强度为1.42 MPa。比NVP-HEMA二元共聚物的机械强度(0.51 MPa)约提高了2倍。     

丙烯酰胺/丙烯酸/丙烯磺酸共聚物堵水剂的合成与性能评价

以丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯磺酸为原料,制得丙烯酰胺／丙烯酸／丙烯磺酸共聚物堵水剂,其产率达99．8％。考察了反应温度、原料摩尔比、反应时间对共聚物性能的影响。对丙烯酰胺／丙烯酸／丙烯磺酸共聚物堵水剂的吸水性、膨胀性和耐温抗盐性进行了评价,结果表明,该共聚物堵水剂在纯水中体积膨胀157倍左右,15％NaCl水溶液中体积膨胀33倍左右,10％CaCl,水溶液中体积膨胀17倍左右,在130℃下保持具有弹性和韧性的片粒状。     

AM/HEMA交联共聚水凝胶膜的溶胀行为研究

对丙烯酰胺(AM)与甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)进行共聚制备的水凝胶角膜接触镜膜的溶胀行为进行了详细研究,结果表明,水凝胶膜对pH敏感.AM的含量越大,水分子越容易与大分子链形成氢键结合并迅速扩散,共聚物水凝胶的溶胀速度越快,过量溶胀现象越明显.其特征溶胀指数处于0.938～0.961之间,水分子扩散速率稍快于聚合物高分子链段的松弛速率.     

高浓度低相对分子质量AM/AA共聚物的合成

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)单体为原料,过硫酸铵和亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂,加入链转移剂,在高单体含量下合成了低相对分子质量的AM/AA共聚物。研究了引发剂用量、聚合温度、链转移剂用量及单体含量对聚合过程和AM/AA共聚物相对分子质量的影响。结果表明,适当控制链转移剂用量和其他聚合条件,在单体含量高达40%的条件下,可使聚合反应顺利进行,大大提高了生产效率。     

AM／AMPS／AA／HMOPTA共聚物的合成及性能

采用氧化－还原引发体系合成了丙烯酰胺／2－丙酰胺基－2－甲基丙磺酸／丙烯酸／2－羟基－3－甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵（AM／AMPS／AA／HMOPTA）共聚物,并对共聚物的泥浆性能进行了初步评价。结果表明,AM／AMPS／AA／HMOPTA共聚物具有较强的降滤失能力,抑制性和抗温盐能力。     

AMPS/DMDAAC/AM/MAA共聚物降滤失剂的合成及性能

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸(MAA)共聚合成了一种抗温抗盐降滤失剂,考察了合成共聚物在淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液、人工海水钻井液、含钙盐水钻井液及现场钻井液中的降滤失效果。结果表明,AMPS/DMDAAC/AM/MAA共聚物均具有良好的降滤失作用,抗温抗盐,尤其抗高价离子污染能力强,防塌效果好。     

阳离子型水凝胶的合成与性能评价

以丙烯酰胺(AM)和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,甲醛合次硫酸氢钠-过硫酸铵为引发剂,采用溶液聚合法合成了阳离子型水凝胶。考察了单体组成、单体用量、交联剂用量、引发剂用量和填充剂种类等因素对产物性能的影响。研究结果表明,当AM与DMDAAC物质的量比为8∶2、单体总质量分数为25%、交联剂的质量分数为0.03%、引发剂的质量分数为0.08%、填充剂可溶性淀粉用量占单体质量的3%时,水凝胶具备较佳的膨胀倍数、抗压强度以及耐温抗盐性能。     

AM／MAM／AA／AMPS四元共聚物的合成及性能

合成了丙烯酰胺／甲基丙烯酰胺／丙烯酸／2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸（AM／MAM／AA／AMPS）四元共聚物,并对此共聚物的泥浆性能进行了初步评价。结果表明,AM／MAM／AA／AMPS四元共聚物具有较强的降滤失、抗温抗盐能力,适用于中原油田现场井浆。     

水溶性AM/AA/SAS/EDMA四元共聚物的合成及其性能

以乙二胺和马来酸酐为单体制备了N,N′-二(4-氧基-2-烯酸)乙二胺(EDMA);以EDMA、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、烯丙基磺酸钠(SAS)为单体制备了AM/AA/SAS/EDMA四元共聚物。利用FTIR、SEM和元素分析等方法分析了该四元共聚物的结构特征,并对其耐温耐盐性能、抗剪切性能和提高采收率能力进行了研究。实验结果表明,当质量浓度为5 000 mg/L时,该四元共聚物溶液在95℃下的黏度保留率为39.5%;在10 000 mg/L NaCl,1 000 mg/L CaCl2,1 000 mg/L MgCl2·6H2O溶液中的黏度保留率分别为12.1%,19.3%,27.5%;当质量浓度为2 000 mg/L时,在剪切速率为500 s-1下剪切5min后其黏度为28.7 mPa·s,黏度保留率为85.7%;室内采收率实验结果表明,60℃下该四元共聚物的采收率比AM/AA二元共聚物高5.7%。     

AM/AA/DMDAAC三元共聚物的合成及性能

采用氧化-还原引发体系合成了丙烯酰胺(AM)/丙烯酸(AA)/二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)三元共聚物,并对此三元共聚物的泥浆性能进行了初步评价。结果表明,AM/AA/DMDAAC三元共聚物具有较强的降滤失、抑制页岩水化膨胀能力。