耐温抗盐共聚物的合成与溶液特性研究

以丙烯酰胺(AM)为主要单体,以2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)为增溶单体,以二乙烯基苯(DVB)为交联单体,采用自由基胶束聚合法合成了水溶性微交联共聚物(PADM)。采用FT-IR、1HNMR表征了PADM;研究了AMPS和DVB的反应加量、Na Cl浓度、温度及剪切速率对共聚物溶液性能的影响。结果表明,引入DVB使共聚物具有优良的增粘和抗盐能力,DVB摩尔分率为0.7%的0.15g/d L PADM于45℃在淡水和7.5g/d L盐水中的表观粘度分别为376.9m Pa·s和155.4m Pa·s。另外,PADM也显示了良好的抗剪切和耐温性能。     

AM/AMPS/DMAM三元共聚物的合成及性能研究

为提高驱油用聚合物的耐温抗盐性,采用N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)通过氧化还原引发剂体系聚合方法合成了AM/AMPS/DMAM三元共聚物,用正交实验法确定了最佳合成方案为:温度40℃,pH值为11,引发剂浓度为0.18%,单体浓度为13%,DMAM加量为2%。对共聚物的耐盐性及热稳定性进行测试,在标准盐水中共聚物为2500 mg/L,温度为30℃时,粘度可达到35.3 mPa.s;温度为90℃时,粘度为9.70 mPa.s。结果表明,AM/AMPS/DMAM三元共聚物具有较好的抗盐性能和增粘性能,但抗温效果并不明显,有待进一步改进。     

耐温抗盐乳液型压裂液稠化剂的制备及性能

为了制备易溶解、耐温、耐盐、耐剪切性能优异的压裂液,将丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰吗啉(ACMO)进行共聚,并引入聚乙烯醇纤维,通过反相乳液聚合反应合成了新型的聚丙烯酰胺共聚物p(AM/AMPS/ACMO)。利用红外光谱和扫描电镜进行结构和形貌表征。结果表明,在0,5,10,20,50,100,150,200 g/L NaCl、CaCl₂、MgCl₂溶液中,经聚乙烯醇纤维改性后的p(AM/AMPS/ACMO)溶液粘度始终大于常规PAM溶液粘度,聚乙烯醇纤维改性后聚合物有更好的耐盐性能。聚乙烯醇纤维改性的稠化剂在120℃和150℃剪切速率为170 s^-1的条件下剪切1 h,剪切后粘度分别为85.94 mPa·s和72.74 mPa·s,远高于压裂液通用技术条件要求的粘度大于50 mPa·s,表明聚乙烯醇纤维改性p(AM/AMPS/ACMO)有较好的耐温耐剪切性能。     

MA/SAS/AMPS共聚物耐高温钻井液降粘剂的研制

合成了耐240℃高温的水基钻井液降粘剂马来酸酐/丙烯磺酸钠/2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(MA/SAS/AMPS)三元共聚物。优选反应条件为:水溶液聚合,n(MA)∶n(SAS)∶n(AMPS)=5∶4∶4,引发剂w(过硫酸铵)=3.0%,w(单体)=45%,共聚反应温度为85℃,反应时间为4h,得到MA/SAS/AMPS共聚物。室内实验证明,加入0.5%该共聚物使淡水基浆在常温下表观粘度由45mPa·s降至30mPa·s,降粘率为80.2%,加入0.5%使淡水基浆在240℃老化16h后的表观粘度由50mPa·s降至34mPa·s,降粘率为65%。     

含孪尾结构两性离子共聚物的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N,N-二辛基甲基丙烯酰胺(DLMB)和3-(2-甲基丙烯酰胺丙基二甲胺基)丙磺酸盐(MDPS)为单体,通过自由基共聚,制备了一种含孪尾结构的两性离子共聚物驱油剂(AADM)。对共聚物进行了红外、核磁表征并确认了其结构,热重实验分析了热稳定性,并与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)进行了对比,考察了该共聚物的增黏性、水溶性、抗老化、剪切稀释性、剪切恢复性和耐温抗盐性。结果表明,共聚物AADM具有优异的水溶性和增黏性,在2000 mg/L的质量浓度下可使表观黏度达到466.5 mPa·s;在510s–1的剪切速率下,其表观黏度为60.4 mPa·s;在120℃下,其表观黏度能够达到182.6 mPa·s;在经过30 d的老化实验后其表观黏度为94.6 mPa·s;在15000 mg/L NaCl、2000 mg/L MgCl_2和2000 mg/L CaCl_2溶液中,该共聚物的表观黏度分别为77.8、72.4和68.6 mPa·s。在岩心驱替实验中,共聚物溶液能够将采收率提高7.72%。以上实验结果均优于相同条件下的HPAM,这是因为孪尾结构的引入有效地增强了共聚物的疏水缔合能力,两性离子单体的引入削弱了分子链对盐的敏感度。     

不同疏水单体对PAM的协同增效作用研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(ODAAC)和十八烷基甲基丙烯酸酯(SMA)为单体,通过水溶液聚合分别制备4种聚丙烯酰胺(PAM),通过红外对其结构、抗盐性能、热稳定性和流变性能进行表征及测试。结果表明,单体都参与了聚合反应。0.35%的五元PAM(AM+AA+AMPS+ODAAC+SMA)在80 000μg/g矿化水和10%氯化钙溶液中的黏度分别达到78 m Pa·s和60 m Pa·s,证明ODAAC对PAM的抗盐起主要作用,与SMA在抗盐方面具有协同增效作用;同时ODAAC和SMA对PAM的热稳定性和耐温耐剪切性能都具有协同增效作用。     

AM/AMPS共聚物的合成与耐温抗盐性能研究

以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用氧化还原引发体系在水溶液中合成二元共聚物。结果表明:采用(NH4)2S2O8/NaHSO2CH2OH引发剂,AMPS与AM单体总质量分数25%,二者质量比3∶7,引发剂占单体总量的质量分数0.09%,其中氧化剂与还原剂质量比4∶1,pH=6,反应温度20℃时,AM/AMPS共聚物表观黏度最高,与工业部分水解聚丙烯酰胺(HPAM,3 500万)相比具有更好的耐温抗盐性能。     

丙烯酰胺共聚物乳液增稠剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(SAMPS)为聚合单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用反相乳液聚合法,合成了微交联型丙烯酰胺共聚物乳液。当n(AM)∶n(SAMPS)=3∶2,MBA为单体总质量的0.08%,过硫酸铵为单体总质量的0.03%,异丙醇为单体总质量的0.3%,亚硫酸氢钠为单体总质量的0.06%时,合成产物具有优良的增稠性能和耐电解质性能。测试结果表明,质量分数1%的聚合物水溶液黏度大于1.0×105mPa.s,质量分数1.2%的聚合物水溶液在质量分数0.1%氯化镁和氯化钠存在时的黏度保持率分别为32.76%和24.66%。另外该聚合物乳液的残留丙烯酰胺(2 mg/kg,反相时间(15 s。     

两性分子P(AMPSc-o-DMC)的合成、表征及性能研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,采用水溶液聚合技术,合成了两性分子P(AMPSc-o-DMC)。运用傅立叶变换红外光谱和元素分析对两性共聚物进行了结构与组成的表征;分析了聚合物的热稳定性和抗蛋白质吸附能力。结果表明,当引发剂用量为单体的1.6%,单体质量分数为25%,聚合反应温度为65℃,反应12 h所的单体转化率为96.5%,产物特性粘度在30℃达到4.38 dL/g;产物元素分析显示AMPS和DMC两种单体能够很好的按投料比进行共聚;当聚合物中AMPS为45%,共聚物中的阴离子和阳离子比例为1∶1,蛋白质吸附率仅为0.68%,具有较好的抗蛋白质吸附能力。     

反相乳液聚合法制备耐温抗盐丙烯酰胺聚合物

采用反相乳液聚合法,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)为单体,煤油为油相,司班-80和吐温-60为乳化剂,过硫酸钾和亚硫酸氢钠为引发剂制备共聚物。考察单体质量比、引发剂用量、反应温度、乳化剂用量、油水比对共聚物特性粘数的影响。红外光谱仪表征共聚物结构,Brookfield粘度计测定聚合物耐温性和抗盐性。结果表明,当单体质量比AM∶AMPS∶NVP为1∶0.2∶0.025,引发剂总用量为单体总重量的2%,反应温度为40℃,乳化剂总浓度为0.1 g/mL,油水比为1∶1时,共聚物特性粘数最大为936 mL/g,且有较好的耐温抗盐性。     

表面活性剂对疏水改性丙烯酰胺共聚物增粘性能的影响

采用自由基胶束聚合法合成丙烯酰胺/丁基苯乙烯疏水缔合水溶性共聚物(PSAM),所用的十二烷基硫酸钠(SDS)、辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)能显著影响疏水单体在聚合产物中的含量,从而影响聚合物的溶液粘度,其中以SDS合成得到的产物的溶解性及增粘性能最好。另外,少量表面活性剂的加入能显著地提高聚合物亚浓溶液的粘度,在十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、SDS和CTAB中,SDBS对聚合物亚浓溶液粘度的影响最大,其浓度为0.7 mmol/L时,0.3 g/dL PSAM溶液的表观粘度从237 mPa.s上升到981 mPa.s。     

AM-MA-AMPS三元共聚物的合成及溶液性能研究

以丙烯酰胺 (AM)、丙烯酸甲酯 (MA)和α 丙烯酰胺基 α 甲基丙磺酸 (AMPS)为原料 ,通过水溶液共聚 ,合成了一种新型三元共聚物 (AM -MA -AMPS) ,并对其进行了表征。DSC和TG测试表明该三元共聚物的玻璃化温度为 2 45℃ ,分解温度为 381 8℃ ,均高于聚丙烯酰胺 (PAM)。实验表明 ,质量浓度为 2 0kg m3 的AM -MA -AMPS三元共聚物的水溶液黏度为 2 1 0 6mPa·s ,标准复合盐溶液黏度为 7 36mPa·s ,均较相应的PAM有提高。     

丙烯酰胺/丁基苯乙烯疏水缔合共聚物的合成与表征

以丁基苯乙烯(BS)为疏水单体,采用自由基胶束聚合法合成了丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BS)疏水缔合水溶性共聚物(PSAM),来解决该类聚合物热稳定性较差的难题。研究得到了适宜的反应条件:n(K2S2O8)∶n(Na2SO3)=3∶1,引发剂和BS相对于单体总量的摩尔分数分别为0.06%和1.45%,总单体在水里的质量分数为20%,SDS在水里的质量分数为5.5%,pH=6~7,反应温度50℃。采用该反应条件得到PSAM的临界缔合质量浓度为1 g/L,对应的水溶液表观黏度为21 mPa.s;质量浓度为2 g/L时,对应的水溶液表观黏度为78 mPa.s;质量浓度为1 g/L和2 g/L的PSAM在浓度为0.137 mol/L的NaC l水溶液中,于80℃老化120 d后的表观黏度分别为11.8 mPa.s和49.3 mPa.s,黏度保留率分别为42.1%和45.1%。通过元素分析、UV、FTIR表征了PSAM的分子结构;DSC分析表明PSAM为嵌段共聚物,两个玻璃化转变温度分别为BS链段的106℃和丙烯酰胺链段的203℃。     

疏水缔合淀粉制备及其水溶液性质研究

利用氧化还原引发体系,通过反相悬浮聚合技术,合成了疏水缔合淀粉接枝共聚物,研究了其溶液性质。结果表明,在m(淀粉)∶m(丙烯酰胺)∶m(丙烯酸十八酯)=4∶7.4∶0.6时,40℃反应3 h,单体转化率达94.6%,接枝率53.8%,黏均相对分子质量2.23×106;在试样质量浓度为0.3 g/L时,30℃,在去离子水及c(NaC l)=0.20 mol/L盐水溶液中,表观黏度为21.0 mPa.s及25.6 mPa.s,表面张力为56.4 mN/m及48.4 mN/m;在70℃时黏度保持率69%;在剪切速率1/50 s-1时,黏度降低60%。     

AM/AMPS共聚物的合成与性质研究

采用过硫酸铵和亚硫酸氢钠氧化还原体系引发丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)水溶液进行二元共聚,得到AM/AMPS共聚物。黄金分割法评定确定最佳合成条件为:引发剂0.002 888%,单体20%,AMPS∶AM=20∶80(质量百分比),反应温度45.52℃。用红外光谱(IR)对目标产物进行结构表征,并评价了目标物的溶液性能和稳定性。结果表明,AM/AMPS共聚物的耐温抗盐性优于大庆HPAM聚合物,适用于高温高盐油藏条件。     

一种新型驱油剂AM-VP-AMPS共聚物的研究

以丙烯酰胺 (AM)、N 乙烯基 2 吡咯烷酮 (VP)和 2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸 (AMPS)为单体 ,以水作为溶剂 ,在反应温度 6 0～ 6 5℃ ,pH值为 8左右 ,反应时间为 8h的条件下合成了AM-VP -AMPS共聚物。用IR、13 CNMR对共聚物结构进行了表征 ,研究了共聚物溶液的耐温抗盐性能。结果表明 :少量的阳离子会导致共聚物的水溶液黏度急剧下降 ,当阳离子量达到一定值后 ,继续增加阳离子量对共聚物的水溶液黏度影响不大 ,共聚物的标准盐溶液在温度 (90± 1 )℃无氧的条件下老化 1 30天 ,其溶液黏度的绝对值仍然在 6 0mPa·s以上。     

AM/AMPS/DMC聚两性电解质的合成、表征与溶液性能

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,在0.5 mol/L NaC l溶液中,以2,2-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-代)丙烷]二氢氯化物(VA-044)为引发剂,合成了AM/AMPS/DMC系列聚两性电解质。利用13C NMR对共聚产物结构进行表征,结果表明,在高转化率情况下,共聚物组分与投料比基本一致。考察外加小分子电解质和温度对聚两性电解质溶液性能的影响,结果显示,阴、阳离子数量相近的聚两性电解质溶液的粘度随外加盐浓度增大而增大,在温度升高时,其表观粘度保留率高于聚丙烯酰胺,说明AM/AMPS/DMC系列聚两性电解质具有一定的抗温、耐盐能力。     

丙烯酰胺/丁基苯乙烯衍生物疏水缔合共聚物的溶液性能

采用自由基胶束聚合法合成了丙烯酰胺（AM）/丁基苯乙烯（BS）疏水缔合水溶性共聚物(PSAM).凝胶渗透色谱（GPC）测试结果显示,PSAM的重均分子量为1.6868×10⁵,环境扫描电镜（ESEM）照片显示,PSAM在水溶液中形成了疏水缔合网络结构,结果表明,PSAM的增黏能力主要依赖于疏水结构单元的分子间疏水缔合作用.PSAM溶液性能的研究结果表明,溶液质量浓度超过0.1 g·dl^-1时,共聚物具有优良的增黏、耐盐及耐温性能,在80℃时显示良好的抗老化性能;PSAM亚浓溶液为假塑性流体,具有良好的触变性,低剪切速率下在最初一段时间内呈现剪切增稠性质.