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%。     

高性能页岩封堵剂的合成及其性能

以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体,通过乳液聚合制备了AM/AMPS纳微米共聚物作为页岩封堵剂,利用IR、SEM、TEM、粒径分析、降滤失性能评价等方法考察了合成条件对共聚物性能的影响,分析了该共聚物的封堵页岩纳微米孔隙机理。实验结果表明,合成共聚物适宜的反应条件为：45℃、3～4 h、有机溶剂含量30%(w)、引发剂用量3%(w)。所得AM/AMPS纳微米共聚物在水溶液中的粒径分布为纳微米级,与页岩纳米孔隙匹配,因此具有优异的封堵性能和降滤失性能,能在70 h内有效封堵页岩的纳微米孔隙。AM/AMPS纳微米共聚物通过进入纳微米孔隙及吸附到岩石表面的协同作用达到封堵纳微米孔隙的目的,有望应用在适用于页岩气开发的水基钻井液体系。     

耐温抗盐驱油共聚物的合成

用胶束聚合方法,将丙烯酰胺(AM)与疏水单体N-正辛基丙烯酰胺(C_8AM)、极性阴离子单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)进行共聚,合成了AM-C_8AM-AMPS疏水性缔合三元共聚物作为驱油剂,命名为KYP。研究了十二烷基硫酸钠的质量分数、引发温度、单体的摩尔分数、尿素的浓度对聚合物溶液(ρ=1 mg/L)在总矿化度为6.5 g/L的模拟盐水中表观粘度的影响。结果表明:C_8AM和AMPS的摩尔分数分别为0.7％和20％、引发温度为11℃、尿素的浓度为0.2 mmol/L时,合成的KYP具有很好的增粘效果。     

紫外光固化法制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/顺丁烯二酸酐三元共聚高吸水性树脂

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、顺丁烯二酸酐(MA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,采用紫外光固化法,在不加引发剂和无任何气氛保护下合成了AMPS/AM/MA高吸水性树脂。利用FTIR和SEM方法研究了AMPS/AM/MA高吸水性树脂的分子结构和树脂吸水后的表面形态。考察了反应条件对AMPS/AM/MA高吸水性树脂吸水倍率的影响。实验结果表明,合成高吸水性树脂的优化条件为:n(AMPS)∶n(AM)∶n(MA)=2.0∶1.5∶0.3,w(NMBA)=0.06%(基于单体的总质量),pH=3.4,紫外光固化时间5.5 min。在优化条件下合成的AMPS/AM/MA高吸水性树脂的吸水倍率为1 627 g/g,且吸水速率较快,保水性能良好。     

AM/AA/AMPS/NPAB四元共聚物驱油剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和1-烯丙氧基-4-壬基苯(NPAB)为单体,采用过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发体系,制备了一种新型水溶性共聚物,并对该共聚物进行了红外和扫描电镜表征。适宜的共聚条件为:m(AM)∶m(AA)∶m(AMPS)∶m(NPAB)=6∶4∶0.3∶0.02、pH=7、w(引发剂)=0.29%、单体总浓度20%、温度40℃。研究表明:2g/L的共聚物溶液表观黏度高达716.3mPa·s;在120℃时,共聚物溶液黏度保留率达到35.71%;MgCl2和CaCl2含量为2g/L时,共聚物溶液黏度保留率高达125.3和126.3mPa·s。该共聚物溶液可提高模拟原油的采收率。     

抗高温油井水泥降失水剂的合成及性能评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)合成了三元共聚物油井水泥降失水剂,考察了单体质量分数、单体配比对聚合物降失水性能的影响。在75℃、6.9MPa下,含三元共聚物的水泥浆失水量随单体质量分数的增加先降低后增加,随AMPS加量的增加而增大,随NVP加量的增加变化较小。最佳合成条件为:单体质量分数12%,AM、AMPS、NVP摩尔比8.5:1.0:0.5,反应温度70℃,反应时间5 h,引发剂加量0.7%,pH值为12。当降失水剂加量为4.2%时,水泥浆在160℃时的失水量为60mL,浆体的初始稠度为14 Bc,稳定性好,水泥石强度发展快。     

可逆酸液转向剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,在交联剂和引发剂的作用下合成用于酸化的可逆转向剂。研究了单体物质的量比、单体用量、引发剂用量、交联剂用量、温度等因素对产物性能的影响,得出可逆转向剂的最佳合成工艺条件为:单体AM与AMPS的物质的量比为1∶1,单体用量为25%,引发剂用量为0.1%,交联剂用量为0.1%。此条件下合成的可逆转向剂性能优异。     

红外光谱法分析丙烯酰胺系共聚物组分含量

以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)单体为原料,在过硫酸钾/亚硫酸氢钠/偶氮二异丁脒盐酸盐(PPS/SHS/AIBA)复合引发剂引发下,采用水溶液聚合方法分别制备出聚丙烯酰胺(PAM)、聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(PAMPS)和聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物(P(AM/AMPS))。通过改变两均聚物的质量配比得到系列不同比例的共混物,分别进行红外光谱分析。选取1045cm-1和1650cm-1两红外特征吸收峰,以朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律为理论依据,推导出两吸光度(峰高)的比值与共混物中AMPS摩尔分数的倒数呈现一级线性关系,经线性回归建立标准曲线y=-0.051 36+0.056 01x,相关系数为0.997 4。该法可简便、快速地分析AM、AMPS共聚物的组成含量。不同反应时间时的共聚物组成分析表明单体共聚转化率在5.5h时即达90%以上,且反应温度较低时AM单体易发生均聚合反应,在较高反应温度时则以AM与AMPS的无规共聚合反应为主。     

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。     

紫外辐射固化法制备可生物降解高吸水性树脂及其性能的研究

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、壳聚糖(CTs)为单体,采用紫外辐射固化法,在无任何气氛保护和不加引发剂的条件下,合成了高吸水性CTs/AM/AMPS树脂。利用FTIR和TG等方法分析了该树脂的化学结构,并考察了合成条件对其吸水性能的影响。实验结果表明,适宜的合成条件(w:基于反应体系的质量)为:n(AM)∶n(AMPS)=5∶1、CTs用量3.00%(w)、NMBA用量0.54%(w)、体系pH=2.5、3种单体总用量8.85%(w)、固化时间9 min。在此条件下合成的CTs/AM/AMPS树脂的最大吸水倍率为1 615 g/g。CTs在受热过程中由于网格被破坏而发生降解,因此CTs/AM/AMPS树脂为环保型可生物降解树脂。     

正相高效液相色谱法测定叔丁基过氧化氢

建立了丙烯环氧化反应中叔丁基过氧化氢(TBHP)的高效液相色谱分析方法。考察了色谱柱类型、流动相配比和检测器紫外吸收波长对测定结果的影响,得到了高效液相色谱法测定TBHP含量的适宜分析条件。即采用Hypersil NH2正相色谱柱(250 mm×4.6 mm×5μm),以体积比80∶20的乙腈-二氯甲烷混合溶液为流动相,流量1.0 mL/min,柱温30℃,紫外检测波长222 nm。测试结果表明,丙烯环氧化反应产物中的组分在4 min内可完全出峰,并得到良好的分离;TBHP质量浓度在0.17～17.30 mg/mL内时,其与峰面积呈现良好的线性关系,相关系数r=0.999 9,检出限为3.46μg/mL,加标回收率达99.4%～101.2%。该分析方法准确、快速且灵敏度较高。     

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。     

非增粘型钻井液降滤失剂AM／MA／AMPS共聚物

本文报道的研究结果表明，分子量相对较低的AM／MA／AMPS共聚物可用作钻井液的降滤失剂而不显著增加钻井液的粘度。在本工作中通过考察单体比例、引发剂用量、反应温度等的影响，得出了合成共聚物降滤失剂的最佳配方和条件，考察了所得共聚物在淡水、饱和盐水、钙污染基浆中的降滤失性能及抗温抗污染能力。     

微波辐射合成三元共聚高吸水性树脂

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,在不加引发剂和无氮气保护的情况下,微波辐射合成AA/AM/AMPS共聚高吸水性树脂。通过单因素实验得出了反应的最佳条件为:n(AMPS):n(AA):n(AM)=1:2:1,pH=2.25,w (NMBA)=0.025%;采用FT-IR、AFM和DSC-TGA等对树脂结构、表面形态及热稳定性进行了表征。结果表明,在优化条件下高吸水性树脂其吸蒸馏水倍率为1 819 g/g,耐热性表明在60℃的环境中树脂吸水率高达745 g/g;在305℃之前树脂较稳定,且重复使用性好。     

AM／AMPS共聚物油井水泥浆降失水剂的合成研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和丙烯酰胺（AM）为原料，合成了油井水泥浆降失水剂AM／AMPS共聚物。确定了AM／AMPS共聚物降失水剂的最佳合成条件：单体加量8％，AMPS与AM质量比1：7，引发剂加量0．5％，反应体系pH值7，反应温度50℃。该共聚物降失水剂能有效控制水泥浆的失水量，且保证水泥浆的其他性能在一定范围内可调。     

含次膦酸基-羧基-磺基的共聚物合成工艺优化及其特性粘数与阻垢性能关系的研究

以过硫酸钠为引发剂,次磷酸钠为链终止剂,丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体合成了含次膦酸基、羧基和磺基于一体的共聚物。测试了该共聚物的特性粘数[η],并讨论了[η]与阻垢性能的关系。结果表明,[η]=8.0~20.0 dL／g时,该聚合物阻钙垢性能最佳可达96%~98%。共聚物的最佳合成工艺条件是:AA／AMPS／过硫酸钠／次磷酸钠(摩尔比)=0.4:0.03:0.03:0.02,反应温度70℃,滴加时间1 h,反应时间2 h。     

AMPS/MTAAC/AM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)、三甲基烯丙基氯化铵(MTAAC)和丙烯酰胺(AM)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性能。结果表明,AMPS/MTAAC/AM共聚物具有良好的降滤失作用,抗高温抗盐,尤其抗高价离子污染能力强。     

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。