阳离子聚丙烯酰胺水包水乳液分散聚合条件的研究

以丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为共聚单体,以聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为分散剂,在硫酸铵溶液中,以偶氮二异丁脒盐酸盐为引发剂合成了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)水包水乳液;研究了分散剂含量、硫酸铵含量、单体总含量及其配比、引发剂含量、反应温度对分散聚合的影响,得到了各影响因素之间的协同规律。实验结果表明,合成CPAM水包水乳液的最佳条件为:单体总质量分数(基于反应体系)13%～17%、分散剂质量分数(基于反应体系)3.2%～3.5%、硫酸铵质量分数(基于反应体系)25%～27%、引发剂质量分数(基于两种单体)0.015%、n(AM):n(DMC)=85:15、反应温度50℃。在此条件下合成的CPAM水包水乳液的颗粒分散性和流动性较好,稳定性较高,特性黏数和黏均相对分子质量分别达到10.14～11.49 dL/g和(5.23～6.32)×10~6g/mol。     

阳离子聚丙烯酰胺水包水乳液的扩试及应用

在10 L双层玻璃反应釜中,以聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为分散稳定剂,偶氮二异丁脒盐酸盐为引发剂,丙烯酰胺(AM)与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)在硫酸铵溶液中进行分散聚合,制备了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)水包水乳液。采用正交实验考察了单体总用量、单体摩尔比、硫酸铵用量、搅拌转速等对CPAM黏均相对分子质量和流动性的影响。以高岭土悬浮液为模拟废水,CPAM水包水乳液为絮凝剂,进行絮凝应用研究。实验结果表明,CPAM水包水乳液的最佳合成方案为单体总用量13%(w)、n(AM)∶n(DMC)=85∶15、硫酸铵用量33%(w)、搅拌转速230 r/min。在最佳絮凝条件为CPAM质量浓度3.0 mg/L、CPAM相对分子质量2.27×10~6、搅拌转速300 r/min、搅拌时间8 min、 pH=4的条件下,CPAM水包水乳液对高岭土悬浮液的除浊率最高可达97.07%。     

分散聚合法制备聚丙烯酰胺水分散体

以丙烯酰胺为单体,采用分散聚合法制备了聚丙烯酰胺(PAM)水分散体。以PAM的相对分子质量和水分散体稳定性为指标,考察了分散介质类型、分散剂种类、引发剂种类及用量、单体含量、聚合温度、聚合时间和搅拌转速等因素对聚合反应的影响。实验结果表明,分散介质类型和分散剂种类是影响PAM水分散体稳定性的主要因素,选择乙醇-水为分散介质、聚乙烯吡咯烷酮为分散剂。采用正交实验确定了最佳合成条件:乙醇-水为分散介质(乙醇的体积分数为70%)、丙烯酰胺的质量分数为30%、引发剂偶氮二异丁腈用量为单体质量的0.3%、分散剂聚乙烯吡咯烷酮用量为单体质量的6%、搅拌转速200r/min、聚合温度80℃、聚合时间8h。在此条件下,可制得相对分子质量较高且稳定性较好的PAM水分散体。     

氟碳型两性聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及性能

疏水单体全氟辛基乙基丙烯酸酯(FM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)通过自由基胶束共聚合成了P(FM-AMPS-AM-DMC)四元共聚物,即氟碳型两性聚丙烯酰胺(FPAM)絮凝剂。实验结果表明,FPAM水溶液中存在强烈的分子间缔合作用;在共聚温度50℃、共聚时间8 h、引发剂w(过硫酸钾)=0.3%(占单体总质量)、w(AMPS)=15.0%(占单体总质量)、w(DMC)=8.0%(占单体总质量)、w(FM)=0.3%(占单体总质量)、n(乳化剂OP-10):n(FM)=10的条件下,合成的FPAM絮凝剂用于净化洗煤水、污泥脱水等均具有良好的效果,与无机絮凝剂聚合氯化铝复配的絮凝效果更好。     

泡沫体系分散聚合制备两性聚丙烯酰胺

采用泡沫体系分散聚合法,用丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DAC)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸钠、丙烯酸(AA)制备了相对分子质量小且溶解性好的两性聚丙烯酰胺(P(DAC-AM-AA))。探讨了初始体系温度、NaHCO3用量、引发剂(NH4)2S2O8用量、分散剂PF127(聚氧化乙烯-氧化丙烯)用量、AM用量对产物特性黏数和单体总转化率的影响。实验结果表明,升高初始体系温度和增加NaHCO3用量均可提高产物特性黏数和单体总转化率;增加引发剂(NH4)2S2O8用量,单体总转化率增加,但产物特性黏数降低;分散剂PF127用量对反应结果的影响不大;随AM用量的增加,产物特性黏数和单体总转化率均先增加后降低。     

阳离子及两性聚丙烯酰胺类絮凝剂的研究进展

阳离子及两性聚丙烯酰胺类絮凝剂具有很多优点,近年来得到国内外学者的广泛重视和开发应用。文章就近年来阳离子及两性聚丙烯酰胺类絮凝剂发展概况进行了论述,并分析了它们的现状与前景。     

阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及应用

采用前加碱法制备阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂(APAM)。最佳工艺条件为：ρ(乙二酸四乙酸)=0．1mg/ L,反应温度24～26℃,ρ(引发剂)=22～24 mg/L,w(丙烯酰胺)=24%～28%,ρ(异丙醇)=35μg/L,pH= 10,在该条件下可得到粘均相对分子质量达2．1×10~7的APAM。将APAM用于处理化工污水,当ρ(APAM)=4mg/L时,污水的浊度去除率为95．04%,COD_(Cr)去除率为86．32%。     

新型聚丙烯酰胺乳液合成及在油田中应用

利用分散聚合法合成新型聚丙烯酰胺乳液,又称“水包水”型聚丙烯酰胺乳液,具有溶解速度快、现场使用方便、对环境友好等优点。室内试验表明该乳液在常温下15rain内即可充分溶解,而聚丙烯酰胺干粉最快需40min 。针对海上油田开发特点,对海上调剖技术开展初步研究。由分子量为（6～8）×10^6、水解度为20％的阴离子型聚丙烯酰胺乳液,酚醛预缩聚交联剂组成的聚合物冻胶调剖体系,可用pH值为8．3、矿化度为31107．12mg／L的海水直接配制。该调剖体系在高矿化度的海水中迅速分散溶解,在70℃下成冻时间3～10d可调,成冻强度高,能够对高渗透层形成有效封堵,基本满足海上油田调剖需要。该乳液还有望在油田污水处理、防膨抑砂 、酸化、防蜡、防垢等多个油田开发领域应用。     

丙烯酰胺的分散聚合研究进展及在油田中应用

目前陆上油田广泛应用的聚丙烯酰胺干粉溶解速度缓慢,溶聚设备占用空间大,不适应海上油田调剖堵水作业的需要,而采用分散聚合法合成的聚丙烯酰胺乳液,具有溶解速度快、现场使用方便、对环境友好等优点,该乳液在常温下15～20 min即可充分溶解.结合海上油田生产特点,对海上调剖技术开展初步研究表明:该调剖体系可用胜利埕岛油田注入海水直接配制,在高矿化度的海水中迅速分散溶解,在70℃下成冻时间3～10 d可调,成冻强度高,能够对高渗透层形成有效封堵,稳定性好,基本满足海上油田调剖作业的需要.此外该聚丙烯酰胺乳液还有望在油田污水处理、防膨抑砂、酸化、防蜡、防垢等多个油田开发领域应用.     

反相乳液聚合法合成聚丙烯酰胺的研究

采用反相乳液聚合法合成聚丙烯酰胺(PAM),考察了反应因素对合成PAM相对分子质量、COD去除率的影响.利用正交试验得出了合成PAM的最佳反应条件为:单体用量(占溶液总质量)25%,温度40 ℃,引发剂用量0.09%,反应时间4 h,油水比1:1.在此条件下合成的PAM相对分子质量达10.1×106,最大粘度15.65 dL/g,COD去除率达62%,表明合成的聚丙烯酰胺具有很好的絮凝效果.     

两步聚合法制备两性聚丙烯酰胺增稠剂

采用两步聚合法,即甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵自聚得到聚电解质聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC);PDMC与丙烯酸、长碳链疏水单体丙烯酸十八酯(ODA)等单体共混,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)为交联剂、过硫酸钾为引发剂进行反相乳液聚合,得到疏水缔合型具有互穿网络结构的两性聚丙烯酰胺增稠剂乳液。考察了该增稠剂的交联结构、PDMC用量、ODA用量、MBAM用量对增稠剂乳液增稠能力及耐盐性能的影响。实验结果表明,当PDMC用量(相对于增稠剂乳液的质量分数,下同)为13.800%、ODA用量为0 600%、MBAM用量为0.170%时,增稠剂具有优良的增稠能力和耐盐性能。     

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。     

光引发分散聚合制备聚乙烯亚胺为核的聚丙烯酰胺

合成了分散剂聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC);以丙烯酰胺(AM)为单体、PDMC为分散剂、硫杂蒽酮封端聚乙烯亚胺为引发剂,在硫酸铵分散介质中通过光引发分散聚合,在无搅拌的条件下合成了以聚乙烯亚胺为核的星形聚丙烯酰胺(PEI-PAM);考察了分散剂、单体、分散介质的含量及引发剂浓度、反应时间对聚合反应的影响,评价了PEI-PAM盐水溶液对油田污水的浮选效果。实验结果表明,当聚合体系中w(PDMC)=2.0%～3.6%、w(AM)=8.0%～12.0%、w(硫酸铵)=26.5%～28.0%、c(硫杂蒽酮基团)=0.038～0.050 mmol/L时,在30℃、反应时间25～35 min的条件下,聚合反应的转化率大于90%,聚合产物PEI-PAM盐水溶液的稳定性好,其表观黏度为400～1 650 mPa.s,PEI-PAM的黏均相对分子质量为(0.8～1.9)×106。PEI-PAM对油田污水的浮选效果优于聚铝。     

两性型絮凝剂中不同基团作用的研究

采用反相乳液聚合法合成了一系列不同阳离子和羧基含量的两性型聚(丙烯酰胺-N,N-二甲基-二烯丙基氯化铵-丙烯酸)(P(AM-DMDAAC-AA))絮凝剂。考察了单体配比、单体共聚活性对P(AM-DMDAAC-AA)絮凝剂离子度和特性黏数的影响;研究了不同离子度和特性黏数的P(AM-DMDAAC-AA)絮凝剂的絮凝效果及其在不同pH环境下的絮凝效果。实验结果表明,由于DMDAAC共聚活性低,DMDAAC在P(AM-DMDAAC-AA)中的含量低于理论值,导致P(AM-DMDAAC-AA)絮凝剂的特性黏数降低。所合成的P(AM-DMDAAC-AA)在不同pH环境下都可发挥絮凝效果,与进口聚丙烯酰胺絮凝剂相比,P(AM-DMDAAC-AA)絮凝后的泥饼较薄和含水量更低。当AM,DMDAAC,AA的加入量(单体占总单体的摩尔分数)分别为33.3%,41.7%,25.0%时,P(AM-DMDAAC-AA)絮凝剂的絮凝效果最佳。