乳液法制备中空结构聚合物研究进展

中空结构聚合物的制备包括酸碱溶胀法、动态溶胀法和复相乳液聚合法等。对国内外最新文献报道的中空结构聚合物的乳液合成方法进行了综述。中空结构聚合物已应用在涂料添加剂、造纸、印刷、化妆品和医药等领域。     

单分散聚合物微球的制备技术进展

单分散聚合物微球具有特殊的结构与优异的性能,在众多领域内得到广泛的应用,相关制备技术也因此实现飞速发展.从悬浮聚合、沉淀聚合、分散聚合、乳液聚合和种子溶胀聚合等方面阐述了单分散聚合物微球的制备技术及研究进展,分析了各类聚合方法的原理、优缺点及产物特点,并对单分散聚合物微球未来的研究方向进行了展望.     

核壳结构功能聚合物微球的评价与应用

采用反相乳液聚合的方法合成了一种多功能核壳结构聚合物微球(简称核壳微球),壳层为苯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物,核层为丙烯酰胺及其衍生物的共聚物,利用SEM、TEM和粒径分析仪等对微球进行了性能评价.实验结果表明,核壳微球为规则的球形,粒径中值为11.795μm,由核壳两层构成,壳层表面呈磨砂状.在模拟地层水矿化度为500...     

乳液聚合制备聚合物纳米微球的研究进展

聚合物纳米微球作为一种功能高分子材料,在诸多领域有着广泛的应用前景。随着乳液聚合新技术的发展,利用乳液聚合制备聚合物纳米微球的报道不断增多。综述了近年来国内外采用乳液聚合制备聚合物纳米微球的研究进展,主要包括无皂乳液聚合、种子乳液聚合、辐射乳液聚合、分散聚合、微乳液聚合、细乳液聚合和活性自由基乳液聚合,并对乳液聚合制备聚合物纳米微球的研究方向进行了展望。     

纳米聚合物微球封堵剂的制备及特性

页岩具有极低的渗透率和极小的孔喉尺寸,传统封堵剂难以在页岩表面形成有效的泥饼,只有纳米级颗粒才能封堵页岩的孔喉,阻止液相侵入地层,维持井壁稳定,保护储层。以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用乳液聚合法制备了纳米聚合物微球封堵剂SD-seal。通过红外光谱、透射电镜、热重分析和激光粒度分析对产物进行了表征,通过龙马溪组岩样的压力传递实验研究了其封堵性能。结果表明,SD-seal纳米粒子分散性好,形状规则(基本为球形),粒度较均匀(20 nm左右),分解温度高达402.5℃,热稳定性好,阻缓压力传递效果显著,使龙马溪组页岩岩心渗透率降低95%。      

交联聚合物微球的制备及岩心封堵性能研究

通过反相微乳液聚合,得到一系列交联聚合物微球,利用岩心驱替等方法对孤岛污水配制的交联聚合物微球体系的封堵能力进行了研究,考察了岩心渗透率和聚合物浓度对封堵性能的影响,并利用不同浓度聚合物进行了岩心驱油实验。实验结果表明:所合成的交联聚合物微球能够溶于油田污水,不会出现絮凝现象;该交联聚合物微球可以进入岩心内部吸附、滞留、聚集并形成封堵;岩心驱油效果显示污水配置的交联聚合物溶液能够较好地提高采收率,可将模拟油的采收率提高14%～15%,不同浓度溶液对采收率大小没有影响,但浓度大时驱油速度会提高。     

交联比对交联聚合物微球性能的影响

采用动态光散射实验、扫描电镜实验、核孔膜过滤实验和岩心实验研究了交联比对交联聚合物微球性能的影响。实验结果表明,交联比不同,微球溶胀后的水化粒径不同;交联比越小。微球结构越松散,微球的溶胀倍数越大;随着交联比的减小,微球的柔软程度增加,变形性增强;核孔膜实验表明,粒径适中、变形性较好的微球封堵能力强;岩心驱油实验进一步表明变形性较好的微球更容易进入油藏深部进行封堵。现场试验表明,该体系微球能够有效增油降水,能够改善地层的非均质性。     

交联聚合物微球水化粒径影响因素的分析

采用SEM和动态光散射实验对交联聚合物微球(简称微球)水化粒径及其影响因素进行了分析。实验结果表明,微球初始形态为球形,粒径约为50nm,40℃下水化15d后微球粒径溶胀到300nm;水化时间由1d增至15d时,微球水化后的流体力学直径(Dh)由397.2nm增至最大值487.7nm;微球水化后的粒径随分散体系中微球含量的增加而增大;随水化温度的升高,分散体系中微球的Dh达到最大值的时间缩短;在实验范围内,交联比为1/10000的微球粒径最小,溶胀倍数最大,溶胀程度较高。     

黑色单分散聚合物微球的制备与表征

设计合成了新型带双键的黑色活性染料,采用种子聚合法制备了在透明背景下比彩色微球更易于观察的黑色单分散聚合物微球,其中DBP与种子乳液质量比为1∶5,单体乳液与种子乳液质量比为8∶3。利用超景深光学显微镜、扫描电镜、库尔特计数器,傅里叶红外光谱仪及紫外可见分光光度仪对制得的黑色活性染料共聚物微球进行表征,并与普通聚合物微球进行了对比。结果表明,制备的含双键染料已成功与聚苯乙烯种子微球交联,黑色活性染料与微球结合稳定,且形貌良好,表面光滑,粒径均匀,单分散性好。     

溶胀时间对交联聚合物微球体系性能影响

交联聚合物微球体系是一种在交联聚合物溶液(LPS)基础上发展起来的用于油田深度调剖的耐温耐盐体系,由于它是预交联体系,在地层中流动时间较长,各种性质易受溶胀时间的影响,因此考察溶胀时间对其性质的影响,对该项技术的现场应用具有指导意义.为此,用动态光散射法、膜过滤法和HAAKE流变仪研究了不同溶胀时间内交联聚合物微球体系的粒径大小、封堵特性及流变特性.结果表明:溶胀时间较短时,微球粒径较小,随着溶胀时间增加,微球粒径增大,直至溶胀达到平衡,继续延长溶胀时间,微球粒径减小;在实验考察的溶胀时间内,微球体系通过0.4μm核孔膜的封堵性能随着溶胀时间的增加而减弱;随着溶胀时间的增加,微球体系表现出的胀流性逐渐增强,达到最大后胀流性减弱,最后表现出近似牛顿流体性质.     

聚合物微球的制备及在药物缓释/控释中的应用

综述了我国聚合物微球研究的新进展,重点介绍了可生物降解聚合物药物微球的种类、特点、制备方法、动物实验结果等。结果表明,聚合物微球在药物缓释/控释和疾病的靶向治疗中具有非常重要的作用和应用前景。     

乳液聚合物/核壳微球复合调剖体系的研究与应用

渤海砂岩中低渗油藏受注水开发影响,在储层深部逐渐产生中强水窜通道。为了解决常规聚合物微球体系无法同时满足砂岩储层调剖封堵和注入性要求的难题,开发了能够在地层深部形成网状结构的乳液聚合物/核壳微球复合调剖体系。室内考察了复合体系的聚集体黏度变化、粒径变化及在多孔介质中的动态传播性能,结果表明:水解度30%的乳液聚合物溶液与核壳电荷量1∶3的核壳聚合物微球以0.0646∶1的质量比混合时,黏度提升至18 mPa·s,粒径增长至102 μm,封堵率达到86.6%。应用该体系在渤海B油田S井组进行了矿场实验,井组增油超过5 600 m3,含水最高下降7个百分点,有效期超过6个月,取得了良好的控水增油效果。     

交联聚合物微球分散体系的性能评价

采用反相微乳液聚合的方法合成了驱油用交联聚合物微球,研究了交联聚合物微球分散体系的溶胀性、耐温性、封堵和驱油性.扫描电镜实验结果表明,该体系具有较好的溶胀性,NaCl的质量分数越高,交联聚合物微球的溶胀倍数越小.核孔膜实验结果表明,该体系溶胀30d后,封堵能力减弱,但对核孔膜仍可形成有效封堵;溶胀温度达到90℃时,该体系通过核孔膜的时间为3.48min,表明仍具有一定的封堵能力.岩心实验结果表明,注入18倍孔隙体积的孤岛油田污水配制的质量分数为0.03%的微球分散体系,采收率可提高8.3%.该微球分散体系具有较好的封堵性能,克服了交联聚合物溶液对配制水质和油藏温度的苛刻要求,是一种具有潜力的调剖驱油剂.     

聚苯乙烯微球对疏水缔合聚合物溶液流变性能的影响

为揭示疏水微球对疏水缔合聚合物流变性能的影响规律,以苯乙烯为单体,通过自由基共聚制得单分散的聚苯乙烯微球(PSM),并与疏水缔合聚合物(HAP)配成溶液。用环境扫描电子显微镜研究了PSM对HAP溶液微观结构的影响,用旋转黏度计和流变仪等考察了PSM/HAP溶液的表观黏度、剪切稀释行为和黏弹性。结果表明,PSM呈球状,粒径约1μm,且分布较窄;HAP加量超过其临界缔合浓度(2 g/L)时,HAP在水溶液中形成网状结构的主要方式为链间缔合。PSM加入HAP溶液后,PSM散布在较粗的HAP链束表面,且PSM团聚程度随PSM浓度增大而快速上升。PSM可适当提高HAP溶液的表观黏度和抗剪切性能,并改善其黏弹性。当HAP网状结构处于"破坏-恢复"的动态平衡时,PSM可作为物理交联点与HAP疏水基团作用,对网状结构的恢复有利。图12参22     

聚合物微球调剖剂的制备及性能评价

为探究聚合物微球对高渗条带的封堵能力,以乳液聚合法合成苯乙烯-苯乙烯磺酸钠聚合物微球,采用红外光谱仪、热重分析仪、核磁共振氢谱、扫描电镜等手段表征产物基本物性,采用核孔膜、填砂岩心评价微球封堵性能。结果表明,聚合物微球空间构型以间规、无序结构为主,微观形貌光滑、规整,粒径约为500 nm,呈单分散分布,耐温大于150℃,热稳定性好,在微米级孔喉中具有挤入架桥、封堵及运移能力,250 mg/L的微球乳液可对3μm核孔膜有效封堵,滤过比1.66,微球对填砂岩心高渗条带封堵能力强,调堵后岩心渗透率改变率达86.5%。     

低渗油藏超细聚合物微球的制备及性能评价

针对裂缝性低渗油藏多发育微裂缝、非均质性严重、水窜严重,常规调驱技术难以发挥有效作用的难题,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠为共聚单体,以过硫酸铵为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为化学交联剂、锂皂石为物理交联剂、Span80和Tween80为复合乳化剂、环己烷为油相,采用反相乳液聚合合成了一种耐温耐盐耐剪切的超细聚合物微球,并对其静态性能、封堵性能和提高采收率性能进行了评价。结果表明:超细聚合物微球为圆度很好的球形微米颗粒,初始平均粒径为8.5μm,膨胀性能良好,在20℃的模拟地层水中吸水48 h后粒径能达到初始粒径的8倍左右。该微球具有较好的耐温、耐盐和耐剪切性能,平均封堵率为88.39%,平均提高采收率21.37%。长庆油田H392区块S井的矿场试验表明:调驱后注水井注入压力升高,井组含水率由93.5%下降至74.2%,产油量增加125%。     

蛭石/聚丙烯酰胺复合纳米微球的制备及其性能

以白油为连续相、Span80/OP10复配乳化体系为乳化剂、质量分数为40.0%的丙烯酰胺水溶液为分散相,配制了含43%白油、24.7% Span80/OP10(质量比26:74)复配乳化剂和36.4%丙烯酰胺水溶液的反相微乳液。在反相聚合过程中引入无机核蛭石制备了具有核壳结构的蛭石/聚丙烯酰胺复合微球（PAMCMS）,并以产物中复合微球的粒径、溶胀性能及乳液稳定性为指标,考察了引发剂用量、交联剂用量、搅拌速率和反应时间对聚合反应的影响。当引发剂用量为0.09%、交联剂加量为0.025%时,在温度为40℃、搅拌速率为300 r/min的条件下反应8 h可获得粒径达680.4 nm的蛭石/聚丙烯酰胺复合微球PAMCMS。激光粒径分析仪和光学显微镜分析结果显示,所制得的PAMCMS的平均粒径为680.4 nm;在40℃恒温水浴下去离子水中溶胀10 h后的粒径达2792 nm,增大了近4倍。     

聚合物微球的粒径影响因素及封堵特性

为了更好地推广和应用新型聚合物微球逐级深部调剖技术,对该技术的主体聚合物微球的粒径影响因素及封堵特性进行了研究。结果表明,适量的NaCl有助于微球的溶胀,Ca2+和Mg2+的存在会抑制聚合物微球的溶胀;总矿化度越高,微球膨胀速度越慢;温度越高,微球体系的膨胀速度越快;膨胀15d、粒径为4μm的微球对渗透度为400×10-3μm2的岩心的封堵效果最好。用膨胀15d的微球对不同渗透率填砂岩心进行封堵实验,结果表明封堵效率与渗透率成反比;对高渗透岩心,提高聚合物微球浓度对封堵效率影响甚微。微球膨胀粒径的大小决定着封堵机理,也是决定封堵效果的重要因素。     

一种两性离子聚合物凝胶微球的制备与封堵性能

针对油基钻井液封堵性不足的难题,以N,N-二甲基丙烯酰胺（DAM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC）为单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,采用悬浮聚合法合成了一种两性离子聚合物凝胶微球。采用核磁共振氢谱对凝胶微球进行了分子结构表征,并考察了单体投料比、交联剂加量、乳化剂加量等对凝胶微球粒径与封堵性能的影响规律,最终将单体投料比优选为DAM∶AMPS∶DMDAAC=7∶1∶2,MBA加量优选为单体总质量的0.2%,乳化剂加量优选为单体总质量的3%,得到的凝胶微球平均粒径在22 μm左右。在油基钻井液中评价了微球的封堵性能,结果表明,凝胶微球在油基钻井液中的适应性良好,能够在高温下封堵尺寸为5～150 μm范围内的漏缝,效果优于氧化沥青与细目碳酸钙,是一种高性能的微米级封堵剂,具有较好的现场应用潜力。