改性聚酰胺-胺阳离子树状聚合物的制备、表征及其絮凝脱水性能的研究

采用发散法合成了以乙二胺为核心的0.5~4.0代聚酰胺-胺(PAMAM0.5~4.0)树状聚合物。通过M ichael加成反应,用甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DMC)对4.0代聚酰胺-胺(PAMAM4.0G)树状聚合物分子外围末端基进行修饰改性,制备了一种PAMAM4.0G-DMC新型阳离子树状聚合物。并用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)方法对其结构进行表征。FTIR和NMR表征结果显示,合成的产物为改性的阳离子树状聚合物。絮凝脱水性能实验结果表明,改性后的阳离子树状聚合物具有良好的絮凝脱水性能。     

改性聚酰胺-胺阴离子树状聚合物的合成与表征

在甲醇为溶剂、投料比n(第四代聚酰胺-胺(PAMAM G4.0))∶n(丙烯酸钠(SAA)或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS))=1∶192、反应温度50℃、反应时间96h的优化合成条件下,以PAMAM G4.0树状聚合物为骨架,分别用阴离子试剂SAA和AMPS为端基改性剂进行Michael加成反应,对PAMAM树状聚合物分子末端基进行修饰改性;并用FTIR,NMR,GPC等方法对产物结构进行表征。表征结果显示,合成的产物为改性PAMAM阴离子树状聚合物,阴离子化程度达到90%以上,且具有较好的单分散性。     

改性聚酰胺-胺阴离子树状聚合物的性能研究

研究了改性聚酰胺-胺(PAMAM)阴离子树状聚合物的特性黏数([η])、热稳定性和絮凝性能。实验结果表明,该类树状聚合物的[η]随代数的增加先增大后减小,出现一个极大值。PAMAM/丙烯酸钠(SAA)、含聚氧乙烯(PEO)链端的PAMAM/SAA(PAMAM/SAA/PEO)阴离子树状聚合物的[η]极大值分别出现在第4.0代附近、第5.0~6.0代附近;随PEO相对分子质量的增加,PAMAM/SAA/PEO阴离子树状聚合物的[η]减小。热分析结果表明,改性PAMAM阴离子树状聚合物具有逐层热分解行为,热稳定性与分子外围端基有关,PAMAM/SAA/PEO阴离子树状聚合物具有更好的热稳定性,最大热失重速率对应的温度可达388℃。改性PAMAM阴离子树状聚合物具有一定的絮凝性能,絮凝性能随代数、PEO链长的增加而增强;改性PAMAM阴离子树状聚合物的最佳浓度为30m g/L(不是所有的改性PAMAM阴离子树状聚合物的最佳浓度都是30m g/L),上层清液的透光率达85%以上。     

含聚氧乙烯链端的阴离子型改性聚酰胺-胺树状聚合物的合成及表征

以采用发散法在优化合成条件(n(乙二胺):n(丙烯酸甲酯)=1:4、n(丙烯酸甲酯):n(树状聚合物中间体)=24:1、反应温度25℃、反应时间24 h)下合成的第四代聚酰胺-胺(G4.0 PAMAM)树状聚合物为骨架,以阴离子试剂丙烯酸钠和不同相对分子质量的聚氧乙烯大单体为端基改性剂,在以甲醇为溶剂、反应温度50℃、反应时间96 h的条件下进行三元Michael共加成反应,对G4.0 PAMAM树状聚合物分子末端基进行修饰改性;并用傅里叶变换红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱和透射电子显微镜等方法对合成产物的结构进行表征。表征结果显示,合成的产物为含聚氧乙烯链端的阴离子型改性G4.0 PAMAM树状聚合物,其分子结构形态以球状为主,粒径范围10～120 nm,通常以集聚态存在。     

新型聚酰胺-胺树状聚合物的表征

采用发散法合成了以乙二胺为核心的0.5~4.0代聚酰胺-胺(PAMAM)树状聚合物,用傅里叶变换红外光谱和核磁共振(1H NMR和13C NMR)法对单体和0.5~4.0代PAMAM树状聚合物进行了对比性系统表征,证实了半代和整代PAMAM树状聚合物的结构和特征官能团的区别;用凝胶渗透色谱法对比表征了3.5代和4.0代PAMAM树状聚合物,测得其相对分子质量和多分散系数,表明了分支缺陷及氢键的存在造成了分散系数偏差。特性黏数与代数的关系图表明了整代和半代PAMAM树状聚合物端基的区别、低代和高代的结构差异、缺陷和氢键的存在等对黏度的影响。     

端羧基改性聚酰胺-胺的合成及其阻垢性能的研究——以长庆油田花子坪区块为例

为解决长庆油田花子坪区块结CaCO_3、CaSO_4垢的严重问题,采用氯乙酸为端基改性剂对1.0代和2.0代聚酰胺-胺树状聚合物进行端羧基改性合成了性能优良的阻垢剂1.0G PAMAM-COONa和2.0G PAMAM-COONa,通过红外光谱(FTIR)、元素分析等方法对其结构进行表征,考察了合成阻垢剂对CaCO_3、CaSO_4的阻垢性能及复配的阻垢剂PNF-2.0G(阻垢剂PNF、2.0G PAMAM-COONa质量比1∶1)对长庆油田化子坪的采出水/现场注入水混配水(质量比1∶1)的阻垢性能,并进行了现场试验。研究结果表明,60℃下,PAMAM-COONa的阻垢效果比聚酰胺-胺(PAMAM)的好、2.0G PAMAM-COONa的阻垢性能比1.0G PAMAM-COONa的效果好,在加药量为20 mg/L时,2.0G PAMAM-COONa对CaCO_3、CaSO_4的阻垢率为95.64%、92.35%,1.0G PAMAM-COONa对CaCO_3、CaSO_4的阻垢率为82.25%、89.36%。在加药量为20 mg/L时,对于97-42采出水/现场注入水的混配水,2.0G PAMAM-COONa和PNF单独使用时的阻垢率分别为75.53%和60.5%,而复配阻垢剂的阻垢率则高达95.56%;对于化100-45采出水/现场注入水的混配水,2.0G PAMAM-COONa和PNF单独使用时的阻垢率分别为38.5%和49.5%,而复配阻垢剂的阻垢率高达98.91%。经现场试验验证,该复配阻垢剂能起到优良的阻垢效果。     

改性聚酰胺-胺树状聚合物絮凝与助留机理分析

概述了絮凝与助留体系中的微粒间的相互作用能,介绍了造纸浆料中各组分的絮凝过程及改性聚酰胺-胺(PAMAM)树状聚合物用作造纸絮凝助留剂的优点。探讨了PAMAM树状聚合物的结构与絮凝作用的关系。分析了PAMAM树状聚合物在造纸中的絮凝助留机理,包括氢键缔合作用、憎水化作用、电荷中和作用、阳离子补丁效应和架桥絮凝作用。以含聚氧乙烯链的PAMAM树状聚合物为造纸助留剂建立了絮凝模型,并阐述了不同用量的助留剂对其絮凝作用的影响。     

聚酰胺-胺(PA MA M)树状大分子的合成与硅阻垢性能研究

以乙二胺、丙烯酸甲酯为原料,合成了0.5～2.0代树枝状大分子聚酰胺-胺(PAMAM)。并通过红外谱图和核磁谱图分析、验证了合成产品的结构。采用静态阻硅垢实验考察了在60℃下,0.5～2.0G PAMAM对模拟三元复合驱体系含硅溶液的阻硅垢效果,实验结果表明,24 h后空白溶液中溶解硅的质量浓度为210 mg/L左右,加入1.0G PAMAM后溶解硅的质量浓度分别提高到500 mg/L左右。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了含硅溶液空白硅垢和添加了1.0G PAMAM硅垢,通过实验结果推断,含端氨基的1.0G与2.0G产品的阻硅垢机理是阻碍了液体中硅垢晶体生长过程。     

树枝状聚酰胺-胺PAMAM的破乳性能与破乳机理

采用发散法合成了以氨和乙二胺为核心的1.0G、2.0G、3.0G树枝状聚酰胺-胺(PAMAM),简介了合成方法。加剂量为150mg/L时聚酰胺-胺对由5.0g原油、0.2gOP-7 DDBS、94.8g蒸馏水制成的高度稳定的O/W乳状液的脱水率(45℃,90min),随聚酰胺-胺代数G的增大而增大,乙二胺核心聚酰胺-胺的破乳率(98%,3.0G)高于氨核心聚酰胺-胺(91%,3.0G)。20mg/L乙二胺核心3.0G聚酰胺-胺使大庆采油一厂试验大队联合站含聚合物和碱的采出液的脱水率(45℃,90min)达到84.6%,脱出水含油68mg/L;而聚醚破乳剂SP169和BP169在加剂量为150mg/L时才能达到这一脱水率,而且脱出水含油高达356~370mg/L。用单滴法测定的油滴破裂速率常数k随聚酰胺-胺加量增大和代数G增大而增大。认为树枝状聚酰胺-胺的破乳机理与这种大分子具有球形分子结构,球形表面上含有大量极性胺基官能团有关。图1表2参7。     

聚酰胺-胺树状大分子的合成及其除油性能研究

以乙二胺(EDA)和丙烯酸甲酯(MA)为原料,采用发散法合成了各代聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子,红外光谱分析结果证明合成产物具有目标分子结构。正交实验结果表明,整代PAMAM树状大分子最适宜合成条件为:反应时间24 h,反应温度25℃,n(0.5 G)/n(EDA)1∶8,溶剂甲醇用量20%。采用2.0,3.0代PAMAM树状大分子对工业含油污水进行除油实验,结果表明,3.0代PAMAM的除油效果最佳,优于装置在用进口药剂罗曼哈斯,且在其加剂量为70 mg/L时,除油率达到85.1%,悬浮物质量浓度从138 mg/L降至73 mg/L。     

树枝状大分子聚酰胺-胺的合成

以乙二胺（EDA）和丙烯酸甲酯（MA）为原料,采用分步法合成了聚酰胺-胺（PAMAM）树枝状大分子。考察了单体配比、反应温度、反应时间和搅拌速度对半代PAMAM的合成工艺影响。实验结果表明,在n（EDA）∶n（MA）=1∶6时,于25℃下快速搅拌30 h,所得半代PAMAM产率可达92%。     

侧链为聚乙二醇单甲醚的高接枝率水溶性梳状接枝共聚物的合成与表征

通过自由基引发溶液聚合,将聚乙二醇单甲醚(mPEG)丙烯酸单酯大单体与丙烯酸(AA)小单体共聚,合成一系列侧链为mPEG、不同侧链长度且具有较高接枝率的水溶性梳状接枝共聚物聚丙烯酸接枝聚乙二醇单甲醚(PAA-g-mPEG),并对共聚物进行表征。实验结果表明,mPEG丙烯酸单酯大单体和AA小单体的共聚活性较高;梳状接枝共聚物PAA-g-mPEG的接枝率较高,即使侧链为链段较长的重均相对分子质量为5 000的mPEG(mPEG5 000),共聚物中mPEG5 000的质量分数仍可高达55.7%。热重分析结果表明,梳状接枝共聚物在100℃下具有较好的热稳定性。     

聚酰胺-胺星形聚醚原油破乳剂的合成与性能

以1.0G、2.0G、3.0G 乙二胺为核制备了星形大分子聚酰胺-胺,并与环氧丙烷、环氧乙烷进行烷氧基化反应制备了一系列具有多分支结构的二嵌段聚醚类破乳剂。采用浊点法测定了系列破乳剂的亲水亲油平衡值,单滴法测量了降低油水界面膜强度的能力,针对油包水型原油乳状液进行了破乳性能研究。结果表明:该系列聚醚破乳剂具有良好的界面活性,对油包水型原油乳状液脱水率超过90%,具有良好的破乳性能和适应性;破乳剂起始剂聚酰胺-胺代数越高,分支越多,所合成的聚醚破乳剂性能越好;随着聚酰胺-胺的代数及破乳剂质量浓度的增加,油滴液膜排液时间缩短,半生命期减小,破裂速率常数增大。