超临界二氧化碳中乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸的合成及溶液性质

在超临界二氧化碳介质中,通过自由基沉淀聚合反应合成了一系列不同乙烯基三乙氧基硅烷（VTEOS）、丙烯酸十八酯（ODA）含量的丙烯酸疏水缔合丙烯酸聚合物。采用扫描电镜、红外光谱、滴定法和旋转黏度计对共聚物的形貌、组成及溶液性质进行了表征。实验结果表明共聚物形貌是由直径小于1 μm左右的球形颗粒组成。在疏水单体含量小于1%(mol)时,VTEOS疏水改性聚合物的黏度大于ODA疏水改性聚合物的黏度。在VTEOS含量为0.2%(mol)时,通过硅氧烷间化学反应,硅氧烷改性丙烯酸聚合物溶液黏度达到2400 mPa·s。     

一种具有表面活性的双尾疏水缔合丙烯酰胺共聚物

文章以自制双尾疏水丙烯酰胺单体丙烯酰胺(N-苄基-N-辛基丙烯酰胺,N-benzyl-N-octylacrylamide,BOAM)和表面活性单体(辛基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯,OP-10-AC)与丙烯酰胺(acrylamide,AM)水溶液共聚合成新型疏水缔合共聚物(AM-Na A-OP10AC-BOAM)。实验结果表明,当聚合物浓度大600mg/L时,表观黏度迅速增加,表现出明显的缔合行为;共聚合物溶液具有良好的黏弹性和表面活性,SEM扫描电镜照片显示共聚物溶液中存在网状的缔合微观形貌特征。     

疏水缔合聚合物的合成、表征及其溶液性能研究

采用自由基胶束聚合法,合成了一种疏水缔合型丙烯酰胺-烷基丙烯酸酯共聚物。用1HNMR谱和TEM对该共聚物进行了表征。用旋转黏度计测定了不同疏水基含量的聚合物的溶液性能,考察了温度对聚合物溶液性能的影响,同时研究了外加盐对聚合物溶液形貌的影响。     

双尾型丙烯酰胺类疏水缔合共聚物的合成与表征

通过光引发自由基聚合的方式,将双尾型丙烯酰胺类疏水单体(N-苯乙基-N-十四烷基甲基丙烯酰胺,PETMAM),与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)等水溶性单体进行共聚,制备出双尾型疏水缔合水溶性共聚物(DTHAP),来解决丙烯酰胺类聚合物耐温抗盐性以及稳定性差的难题。通过测定聚合物溶液的表观黏度作为评价其性能的主要手段,考察了丙烯酸加量、盐、表面活性剂(SDS)含量、疏水单体含量等因素对聚合物性能的影响,从而确定了比较理想的反应条件。实验中发现:丙烯酸加量和表面活性剂含量的变化会影响聚合物的临界缔合行为;盐的引入能够显著降低表面活性剂的用量,提高聚合物的增黏效果;疏水单体含量较低时[0.35%～0.45%(mol)],聚合物可以表现出明显的增黏效果。当聚合物浓度为1 g·L^-1时,聚合物的黏度可以达到141.5 mPa·s,其临界缔合浓度(CAC)为0.75 g·L^-1左右。聚合物在120 g·L^-1的NaCl溶液和120 g·L^-1 NaCl、0.4 g·L^-1 CaCl₂溶液中,80℃下老化90 d,黏度分别为47.6 mPa·s和45.9 mPa·s。采用红外光谱、扫描电镜两种手段,表征了聚合物的结构。     

一种疏水缔合聚合物的合成及溶液性能

将十八烷基-二甲基甲代烯丙基氯化铵(C18DMMAAC)作为疏水单体,与丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)在水溶液中通过自由基聚合得到疏水缔合聚合物HAPAM-18,通过1HNMR和红外光谱对其结构进行了表征。最佳的聚合反应条件为:n(AM)∶n(AA)∶n(C18DMMAAC)=74.94∶25∶0.06,AA的摩尔中和度为95%,单体总质量分数为20%,引发剂质量分数为0.05%(以单体总质量计),温度45℃,反应时间12 h。研究表明,聚合物溶液的临界缔合质量浓度为2 g/L;聚合物溶液对温度较为敏感,80℃时黏度保留率为70.93%;聚合物溶液仍为剪切变稀的假塑性流体,但表现出良好的抗剪切性能,剪切1 h后黏度保留率达115%;由于设计为含较多阴离子的聚合物,该聚合物的抗盐性较差。     

污水中离子对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响研究

通过开展单因素对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响实验,研究污水中非还原性离子Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和还原性离子S~(2-)、Fe~(2+)对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响。单因素实验研究表明,疏水缔合型聚合物溶液粘度保留率为60%时,单因素Na~+含量达到350 mg/L,单因素Ca~(2+)或Mg~(2+)含量达到100 mg/L左右,单因素S~(2-)含量达到6.5mg/L,单因素Fe~(2+)含量达到0.5 mg/L,确定对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响顺序是Fe~(2+)>S~(2-)>Ca~(2+)≈Mg~(2+)>Na~+,一方面,少量的还原性离子S~(2-)、Fe~(2+)对疏水缔合型聚合物溶液粘度影响较大,另一方面污水中非还原性离子Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量较高,对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响也不能忽视。     

期刊文献

<正>双尾型丙烯酰胺类疏水缔合共聚物的合成与表征姜峰,蒲万芬,杜代军,任强,荆雪琪摘要:通过光引发自由基聚合的方式,将双尾型丙烯酰胺类疏水单体(N-苯乙基-N-十四烷基甲基丙烯酰胺,PETMAM),与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)等水溶性单体进行共聚,制备出双尾型疏水缔合水溶性共聚物(DTHAP),来解决丙烯酰胺类聚合物耐温抗盐性以及稳定性差的难题。通过测定聚合物溶液的表观黏度作为评价其性能的主要手段,考察了丙烯酸加量、盐、表面活性剂(SDS)含量、疏水单体含量等因素对聚合物性能的影响,从而确定了比较理想的反应条件。实验中发现:     

剪切作用对疏水缔合聚合物溶液性能的影响

聚合物溶液在进入地层过程中受到近井地带的强烈剪切,造成聚合物的溶液性能发生巨大的变化。本文采用吴茵混调器对两种含有不同质量分数疏水基团的疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)溶液进行剪切。实验结果表明:随着剪切速度的增加,剪切后的两种聚合物溶液,其表观黏度、特性黏度及平均粒径逐渐减小;聚合物疏水基团含量越多,在相同剪切速率下的抗剪切能力越强。以上结果也表明,在高速剪切下,对于疏水缔合聚合物来说,增加一定的疏水单体含量,能够增加聚合物溶液的性能。     

剪切作用对疏水缔合聚合物溶液性能的影响

聚合物溶液在进入地层过程中受到近井地带的强烈剪切,造成聚合物的溶液性能发生巨大的变化。本文采用吴茵混调器对两种含有不同质量分数疏水基团的疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)溶液进行剪切。实验结果表明:随着剪切速度的增加,剪切后的两种聚合物溶液,其表观黏度、特性黏度及平均粒径逐渐减小;聚合物疏水基团含量越多,在相同剪切速率下的抗剪切能力越强。以上结果也表明,在高速剪切下,对于疏水缔合聚合物来说,增加一定的疏水单体含量,能够增加聚合物溶液的性能。     

耐高温低伤害清洁水性稠化剂的制备及性能

以丙烯酰胺、丙烯酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵和十八烷基甲基丙烯酸酯为原料制备了一种疏水缔合聚合物(AAOS)，再使用低分子醇(乙二醇、丙三醇、正丙醇)、表面活性剂(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基硫酸钠)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和疏水缔合聚合物(AAOS)配制了一种自交联耐高温清洁水性稠化剂(FPM-1)。对FPM-1的形貌、溶解性、表观黏度、耐盐性、流变性进行了测试。结果表明，质量分数为0.30%的FPM-1水溶液能显著增强AAOS聚合物分子间的疏水缔合交联作用，增大聚合物的流体力学体积。FPM-1水溶液为高黏弹性流体，悬砂性能好；质量分数为0.27%的AAOS在水中的溶解时间为7 min，最终表观黏度为90 mPa·s，质量分数为0.60%的FPM-1(具有等效聚合物含量)在水中的溶解时间仅需3 min，且最终表观黏度为165 mPa·s。在90℃、170 s^–1条件下剪切1 h后，质量分数为0.27%的AAOS水溶液的表观黏度为51 m Pa·s，质量分数为0.60%的FPM-1水溶液表观黏度为77 m Pa·s；质量分数为1.40%...     

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℃。     

A novel hydrophobically associating polyampholytes of poly(AM/AA/AMQC12): preparation,characterization, and solution properties

A novel hydrophobically associating polyampholytes of poly(AM/AA/AMQC12) were synthesized by the free radical copolymerization of acrylamide (AM), acrylic acid (AA), and dimethyldodecyl(2-acrylamidoethyl)ammonium bromide (AMQC12) in water without any surfactants (named AAQ series). The structures of polymers were confirmed by ¹H NMR and ¹³C NMR. The molecular weight and polydispersity were obtained using gel permeation chromatography (GPC). The hydrophobically associated properties of polymer solution were characterized by rheology, steady-state fluorescence probe, and ¹H NMR relaxation time (T ₂). Isoelectric points (IEPs) of polymer solution were determined by the effect of pH on viscosity below critical association concentrations (cac), and the reduced viscosities of samples at IEPs were increased in the presence of NaCl. Moreover, the steady-shear viscosity of sample at IEP was also greatly enhanced in NaCl solutions when the polymer concentration is above the cac. Meantime, the storage modulus and the loss modulus of copolymers showed that the sample behaved as gel in salt media.     

Preparation and evaluation of fluorinated hydrophobically associating polyacrylamide

A twin-tailed fluorinated macro-monomer AMPD was prepared by dodecylamine, POSF and acryloyl chloride. Then the hydrophobically associating copolymers (PFPAM) were prepared by micellar copolymerization of acrylamide (AM) and AMPS with AMPD in an aqueous solution. The structure and composition of PFPAM were characterized by FT-IR, ¹H-NMR, ¹⁹F-NMR and Tg. Macroscopic and microscopic self-assembly associative properties in solutions of PFPAM as well as the effects of salt on the associative behavior were studied via viscosimetry, SEM, surface tension and AFM. The results show that with the polymer concentration increase, the viscosity increased and the surface tension decreased, so as to the salt solution. The concentration corresponding to the onset of increase in the viscosity was close to the onset of decrease in the surface tension. That lead to the CAC values from viscosity measurements are mostly in accordance with the data obtained from surface tension measurements.     

疏水改性阳离子高分子絮凝剂P（AM—DMC—CnDMB）的合成与性能研究

以丙烯酰胺（AM）、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）、疏水单体CnDMB为原料,通过自由基水溶液共聚合法制备了疏水改性阳离子絮凝剂P（AM—DMC—CnDMB）,考察了不同合成工艺条件下得到的不同结构的聚合产物的絮凝性能。研究结果表明,疏水单体为C4DMB和C8DMB、疏水单体含量为1mol％、絮凝剂加量为20mg／L时,综合絮凝效果较好。用所制备的疏水改性阳离子絮凝剂和普通阳离子型絮凝剂P（AM—DMC）处理城市生活污水,结果发现,疏水改性阳离子型絮凝剂处理效果优于阳离子型絮凝剂。     

荧光探针研究P(AM/NaAA/DiC8AM)在水溶液中的缔合行为

以芘为荧光探针研究了孪尾疏水缔合水溶性聚合物聚(丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-二正辛基丙烯酰胺)[P(AM/NaAA/D iC8AM)]在二次蒸馏水、c(NaC l)=1 mol/L水溶液中的荧光光谱。当x(疏水单体)=0.10%~0.40%、表面活性剂与疏水单体的摩尔比(SMR)为20~70、x(丙烯酸)=20%~40%、ρ(聚合物)=5~50 g/mL时,I1/I3值为1.76~1.25。表明疏水基团间存在疏水缔合相互作用,且随疏水单体用量、聚合物质量浓度及介质极性的增加,和丙烯酸用量、SMR值的减少,芘的I1/I3值降低,疏水缔合作用增强。     

AM/AMPS/SMA三元共聚物的合成及其性能研究

采用自由基胶束聚合法制备了丙烯酰胺/甲基丙烯酸十八酯/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸三元疏水缔合共聚物(HAPAM),系统研究了HAPAM水溶液的流变行为。结果表明,在聚丙烯酰胺大分子主链上引入阴离子基团和疏水基团后。阴离子的电粘效应与疏水基团的疏水缔合作用相互协同作用,使得共聚物水溶液的粘度明显提高;盐溶液对疏水缔合作用的增强效应与阴离子基团的耐盐性相互结合,使HAPAM水溶液的抗盐性能得以明显提高;HAPAM在水溶液中可以有效的形成大量疏水微区,因而具有较好的耐温耐盐和增粘性能。     

疏水改性阳离子型丙烯酰胺共聚物的微结构与絮凝性能

用自由基胶束聚合法合成了丙烯酰胺（AM）/丁基苯乙烯（BS）/二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）疏水缔合型高分子絮凝剂PBAD。通过UV、FT-IR表征了共聚物的分子结构,AFM研究表明,由于丁苯基疏水基团强的分子间作用,0.005 g.dL-1 PBAD在水溶液中已形成了缔合体,并随着聚合物浓度的增加,缔合结构的尺寸和数量显著增加。在3%硅藻土溶液中,PBAD絮凝的最佳用量为0.005 g.dL-1,此时的透光率为96.5%,污水中的NaCl浓度能明显影响聚合物的架桥吸附作用,Ca2+和Al3+能增强聚合物的絮凝效果。     

Rheological behaviors and structure of hydrophobically associating AM–SMA copolymers synthesized by microemulsion polymerization

A series of hydrophobically associating copolymers of acrylamide and hydrophobic stearyl methacrylate as comonomers were prepared by microemulsion polymerization. The rheological properties of the copolymers in aqueous solution depended on the content of hydrophobic monomer, initiator amount, surfactant concentration, the copolymer concentration and the addition of salt. The hydrophobically associating copolymers showed good temperature, shear, and salt resistance with the critical aggregation concentration around 0.6 g dL^?1. In addition, the apparent viscosities of hydrophobically associating copolymer solutions are increased remarkably by the addition of a small amount of NaCl and CaCl₂, respectively. FTIR and ¹H-NMR spectra indicate the structure of hydrophobically associating copolymers. The shear-thinning behavior of hydrophobically associating copolymer makes it useful in enhanced oil recovery and drilling fluids.     

疏水缔合水溶性聚合物P(AM/NaAA/DiAC16)水溶液的黏度行为

采取前加碱二元胶束共聚-后水解法合成了三元疏水缔合水溶性聚合物聚(丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-双烯丙基十六胺)[P(AM/NaAA/DiAC16)],研究了其水溶液的黏度行为。当x(DiAC16)=0.10%~0.40%时,在30℃、1 mol/LNaCl水溶液中,P(AM/NaAA/DiAC16)的特性黏数[η]、Huggins常数KH、黏均相对分子质量Mη分别为22.59~19.62 dL/g、0.144~0.294和12.49×106~10.47×106g/mol;KH小于0.8,表明其分子内缔合作用较弱。P(AM/NaAA/DiAC16)在矿化度为19 334μg/g盐水溶液中的表观黏度随疏水单体用量的增加而增加,随温度、剪切速率的增加而降低。在NaCl、CaCl2的离子强度分别为1.26×10-3~4.88×10-3mol/kg、1.07×10-4~5.28×10-4mol/kg的水溶液中,P(AM/NaAA/DiAC16)出现盐增黏现象,疏水单体用量越高,盐增黏效应越显著。当ρ(SDS)=0~0.07 g/dL时,P(AM/NaAA/DiAC16)水溶液的表观黏度有明显增加,表明P(AM/NaAA/DiAC16)/SDS分子缔合作用较强。     

疏水缔合聚合物增稠性能研究

在不同条件下 ,进行了疏水缔合聚合物增稠性能研究 ,结果表明疏水缔合聚合物在蒸馏水中 ,基本上看不到疏水缔合效果 ;疏水缔合聚合物的氯化钠溶液或氯化钙溶液 ,在缔合临界矿化度之前 ,随着溶液矿化度的增大 ,溶液粘度逐渐降低 ;在缔合临界矿化度之后 ,随着溶液矿化度的增大 ,溶液粘度迅速升高 ,达到极大值后又逐渐下降 ;油田采出污水中均存在较高含量的钙、镁等高价离子 ,疏水缔合聚合物在油田采出污水中 ,随着矿化度和温度的升高 ,疏水缔合增稠效果越差。认为目前把疏水缔合聚合物作为油田三次采油用耐温抗盐聚合物研制的主攻方向是不合适的