非离子型疏水缔合聚合物PBAM的合成

通过自由基胶束共聚法制备了PBAM系列非离子型疏水缔合共聚物,并对聚合反应进行了研究,结果表明,丙烯酰胺的水相聚合反应动力学仍然适用于胶束共聚合过程;在聚合过程中由于表面活性剂胶束的存在,疏水单体在反应初期的嵌入率很高,而后期主要以丙烯酰胺均聚物为主,导致严重的微现结构非均匀性,而这种非均匀性对共聚物的增粘性能有很大的影响。     

胶束共聚法制备丙烯酰胺二元共聚物及其性能评价

以氧化还原体系为引发剂,采用自由基胶束共聚合法制备了疏水缔合型二元共聚物聚(丙烯酰胺/N-辛基丙烯酰胺)P(AM-C8AM)。考察了引发剂用量、引发温度、单体浓度、疏水单体含量、添加剂用量对疏水缔合水溶性聚合物相对分子质量的影响。结果表明,引发剂质量分数为0.01%,单体总质量分数为25%,尿素的质量分数为2%,甲酸钠的质量分数为0.002%,乙二胺四乙酸二钠的质量分数为0.004%,引发温度为15℃时,成功合成了疏水缔合型丙烯酰胺,相对分子质量为1258.43。测定了聚合物水溶液的表观黏度,考察了其耐温抗盐性,在80℃时黏度仍能达到71.6mPa·s,黏度保持率为58.35%。并将其与普通均聚物进行了对比。     

疏水改性聚丙烯酰胺P(AM/DiC_8AM)的合成及性能

采用二元单体胶束共聚,合成了孪尾疏水改性丙烯酰胺/N,N-二辛基丙烯酰二元共聚物[简称P(AM/DiC8AM)],成功引入了疏水单体.用FTIR分析了各基团峰的归属,证明了共聚物为带有疏水基团的二元共聚物.特性粘数的测定结果表明:分子量M、疏水单体含量[H]增加,特性粘数[η]增大,Huggins常数KH减少,平均线团密度ρequ减少;但随疏水链嵌段长度NH的增加,[η]们增大,KH同样增大.随疏水单体含量[H]、分子量M、疏水链的嵌段长度NH增加,各聚合物溶液临界缔合浓度cac降低,疏水缔合的机率增加.     

疏水缔合聚合物剪切流变行为的研究及进展

疏水缔合聚合物在溶液中形成瞬时和可逆的网络结构,在不同剪切作用和历程下表现出不同的响应和流变行为。结合疏水结构、表面活性剂和电解质等因素,综述了疏水缔合聚合物溶液的剪切流变行为、机理和模型研究及进展。     

含醚疏水缔合聚合物的合成及性能

用壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)与氯丙烯合成了一种含醚单体(TXA),再用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)与TXA采用自由基聚合法合成了疏水缔合聚丙烯酰胺(TXPAM)。确定了TXPAM的最佳合成条件为:n(AM)∶n(AA)∶n(TXA)=100∶20∶0.4,总单体含量为20%,体系pH为6.5,反应温度为40℃,引发剂加量0.2%,反应时间为5 h。采用红外光谱法和核磁共振氢谱对TXPAM的结构进行了表征,采用元素分析法对TXPAM的C,H,O,N元素的含量进行了测定,3种表征方法证实了TXPAM符合预期设计。考察了TXPAM的耐温抗盐抗剪切性能和驱油性能,与常规PAM相比,耐温达到80℃,抗盐8000 mg/L,抗剪切10000 s^-1,提高采收率16.03%,有进一步研究的意义。     

非离子型疏水缔合聚合物PBAM的溶液性能

由丙烯酰胺和N-苯基对烷基丙烯酰胺采用水溶液自由基胶束聚合法合成疏水缔舍聚合物PBAM。研究了共聚物浓度、盐浓度、温度及表面活性剂浓度对共聚物溶液粘度的影响。结果表明,当聚合物的浓度大于临界缔合浓度时溶液的粘度怠剧增加;NaCl的加入使得溶液的粘度下降,但适当结构的聚合物表现出较好的抗盐能力;聚合物浓度恒定时,溶液粘度随表面活性剂SDS浓度的增加急剧增加,达到最大值后迅速下降。聚合物稀溶液的流变行为呈现牛顿流体的性质。     

疏水缔合丙烯酰胺共聚物浓度对其在水溶液中聚集态的影响

通过荧光探针研究了丙烯酰胺(AM)-苯乙烯衍生物(STD)-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸钠(NaAMPS)共聚物(PASA)在溶液中的疏水缔合作用。结果表明．PASA在淡水和盐水中均具有强的疏水缔合效应,盐的加入使疏水缔合结构更紧密。0．3g／dL PASA在淡水和盐水中的I1/I3值分别为1.23和1．05。环境扫描电镜(ESEM)的研究结果表明,0．05g／dL PASA在淡水中已形成了连续的物理交联网络,使其具有优异的增粘能力。盐的加入破坏了交联网络结构,形成紧密的球形、椭球形和棒状聚集体,使溶液粘度下降。     

阴离子长链疏水缔合水溶性聚合物的合成及溶液性能

利用溶液聚合制备了离子型疏水缔合水溶性共聚物P(AM/AMPS/C11AM),在共聚物结构中引入了既带有疏水长链又带有可离子化的基团,红外光谱确认了所合成的共聚物为目标共聚物;P(AM/AMPS/C11AM)系列共聚物溶液的表观黏度与共聚物浓度有很大关系,即使在极低的共聚物溶液浓度下也具有很好的增粘效果;在一定温度,一定pH值和表面活性剂的条件下,研究了系列共聚物溶液行为,结果与接枝疏水单体改性的丙烯酰胺是不同的。荧光光谱研究证实了共聚物在水溶液中的缔合行为。     

疏水缔合羟乙基纤维素水溶液的流变性及驱油性能

研究了疏水缔合改性羟乙基纤维素(BHEC)水溶液的流变性和驱油性能。结果表明,BHEC的临界缔合浓度在4000 mg/L左右,其增粘性能是HEC的近22倍;NaCl对BHEC水溶液有促进作用,当NaCl含量达到100000 mg/L时,BHEC的表观黏度仍然稳定在699.9 mPa.s,说明其具有良好的抗盐性。BHEC水溶液达到临界缔合浓度才具有粘弹性,并随着聚合物浓度的增加,聚合物溶液的粘弹性越显著,振荡频率越高,损耗因子越低。浓度为6000 mg/L的BHEC水溶液可在水驱基础上提高原油采收率25%~32%。     

疏水缔合羟乙基纤维素的合成工艺

通过羟乙基纤维素(HEC)与溴代十二烷(简称BD)的大分子反应制得疏水缔合羟乙基纤维素(简称BD-HAHEC),系统研究了合成工艺参数如反应温度、反应时间、活化剂浓度、HEC浓度及疏水单体用量对其增粘性能的影响;通过优化改性工艺参数,获得了具有较高增粘性的BD-HAHEC;并用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、差式扫描量热仪(DSC)和Brookfield转子粘度仪对产品进行了表征。     

温敏聚合物正辛基苯乙烯/N,N-二乙基丙烯酰胺/丙烯酰胺合成及溶液性能

采用实验室自制的疏水单体对正辛基苯乙烯(OBS)、温敏单体N,N-二乙基丙烯酰胺(DEAM)及亲水单体丙烯酰胺(AM),利用氧化-还原胶束聚合法共聚合成温敏聚合物,并对产物进行红外光谱、核磁共振结构表征,结果表明合成产物为目标聚合物。研究了聚合物溶液的温度敏感性,在不同盐浓度(NaCl,CaCl_2)中的敏感性及与阴离子表面活性剂的复合效应;聚合物溶液随温度的升高黏度出现先增加后降低再增加的变化特点,在45℃黏度达到了最大值;聚合物溶液随着NaCl浓度增加,黏度逐渐增加再逐渐下降又上升的特点,最大黏度处NaCl浓度为10000 mg/L;随着CaCaCl_2浓度的增加,出现黏度逐渐增加又下降的特点,最大黏度处为CaCaCl_2浓度500 mg/L;阴离子表面活性剂和聚合物溶液复合后溶液黏度增加,而且相同浓度的表面活性剂对溶液表观黏度的贡献为:十二烷基硫酸钠十二烷基磺酸钠十二烷基苯磺酸钠。     

梳型丙烯酰胺共聚物的合成及溶液性能

合成了新型的大单体4-乙烯苄基辛烷基酚聚氧乙烯醚(VBPOE),并用1H-NMR表征了其分子结构。以丙烯酰胺(AM)为主要原料,引入大单体VBPOE和适量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS),采用自由基胶束聚合法合成了梳型共聚物PAVA,通过FT-IR和1H-NMR对其分子结构进行了表征。加入少量的VBPOE(摩尔分率为0.5%)时,0.20g/dL的PAVA于30℃在0.0855mol/LNaCl溶液中的表观黏度为986.7mPa·s,表明共聚物具有优良的增粘和抗盐能力;0.15g/dL的PAVA水溶液在75℃的表观黏度仍达281.2mPa·s,显示了良好的抗温性能;同时PAVA具有良好的触变性能。     

含氟丙烯酰胺共聚物的合成及性能

为制备性能较好的疏水缔合聚合物,以1H,1H,2H,2H-十七氟癸烷丙烯酸酯(HFA)为疏水单体,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为水溶性单体,采用胶束聚合法合成了含氟丙烯酰胺共聚物(FPAM)。使用红外、荧光、扫描电镜等方法对FPAM结构进行表征,研究了FPAM的耐温、抗盐及抗剪切性能。结果表明,聚合产物结构与疏水单体加量有关,在聚合体系中加入含氟疏水单体后,聚合产物的相对分子质量降低;FPAM中HFA单体结构单元含量先随HFA加量的增加而增大,由于含氟疏水单体的空间位阻效应,当HFA质量分数大于0.4%之后变化趋势变缓。FPAM聚合物中含有HFA强疏水性单体结构单元,在水溶液中会发生疏水缔合作用,到达一定浓度后会形成超分子聚集体,FPAM的临界缔合浓度为300~400mg/L,与相对分子质量较高的丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物相比,含氟疏水缔合聚合物FPAM具有更强的增黏能力和更好的耐温、抗盐及抗剪切性能,可望用于油气开采领域。     

乙烯-醋酸乙烯共聚物的流变性能

利用XLY-Ⅱ型毛细管流变仪测试了乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的表观黏度、粘流活化能、非牛顿指数等流变参数,讨论了剪切速率、剪切应力和温度等对乙烯-醋酸乙烯共聚物熔体的表观黏度的影响,研究了粘流活化能与剪切速率的变化规律。实验结果表明,乙烯-醋酸乙烯共聚物熔体的表观黏度随温度的升高而降低;粘流活化能ΔE随剪切速率的增大而减小。在实验温度范围内,EVA熔体的表观黏度随剪切速率和剪切应力的增大而降低,其非牛顿指数n小于1,说明EVA熔体为假塑性流体。     

LDPE/EVA/MWCNTs/CF复合材料的电学及流变性能

用熔融共混法制备了低密度聚乙烯(LDPE)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/多壁碳纳米管(MWCNTs)/碳纤维(CF)复合材料。使用高阻计、扫描电子显微镜、旋转流变仪等研究了导电填料及基体组成对材料的电性能和流变性能的影响。发现MWCNTs与CF共同作为导电填料具有协效作用,使得材料其不仅具有渗滤阈值低的特点,并且当填料含量超过阈值时,材料的导电性能相比于纯MWCNTs填充的复合材料电阻率降低了2个数量级。流变测试发现MWCNTS相比于CF对基体分子链运动的限制更为明显,MWCNTs含量的增多会增加材料的黏度并使材料从"类液"的粘弹行为转变为"类固"的粘弹行为。     

硅表面接枝含氟聚合物刷的动力学与表面性能

利用表面原子转移自由基聚合(SI-ATRP)法,在硅基体表面接枝了以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)为单体的嵌段聚合物刷(Si-g-PMMA-b-PDFHM)。通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析了聚合物刷的化学结构,采用气相色谱研究了2种聚合路线的反应动力学。进而通过扫描电子显微镜、原子力显微镜和接触角测量仪表征了聚合物刷的表面形貌及润湿性。结果表明,硅片表面引发SI-ATRP的反应动力学为典型的可控聚合反应,A、B方法的反应速率常数分别为0.04916/h和0.03731/h,转化率分别为55%和45%,聚合物刷的厚度分别为4.2μm和4.8μm。硅片表面生长聚合物刷后,粗糙度增加,疏水性能明显提高。     

高强度疏水缔合水凝胶的重塑性能机理

将丙烯酰胺和少量的疏水单体辛基酚聚氧乙烯(4)醚丙烯酸酯溶解于十二烷基硫酸钠水溶液中,采用胶束共聚的方法成功制备了疏水缔合水凝胶(HA-gels)。HA-gels除具有良好的力学性能以外,还具有重塑性能。为了研究HA-gels的重塑性能,对其应力松弛行为进行了表征。研究结果表明,HA-gels应力松弛过程可以分为四个阶段:第一阶段是交联点间亲水长链的应力松弛过程;第二阶段是交联点间亲水长链已经高度取向;第三阶段是交联网络的结构重排过程;第四阶段是HA-gels的应力完全消除。因此,HA-gels内的交联点在外力的作用下可以解缔合和重新缔合来实现交联网络的结构重组,从而赋予了HA-gels的重塑性能。     

高固含量丙烯酸酯共聚物乳液的单体组成与流变行为

合成了一系列固体含量为70%的丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯/α-甲基丙烯酸(BA/MMA/MAA)共聚物乳液,研究了软(BA)、硬(MMA)段单体用量比对乳液体系流变行为的影响,并对其乳胶粒的粒径分布和微观形态进行了表征。结果表明,所合成乳液乳胶粒的粒径在50nm~650nm范围内,呈宽分散分布状态。当BA/MMA<60/40时,乳液可保持低黏度;而当BA/MMA>60/40时,乳液的黏度急剧增加。随着乳液中软、硬段单体比的不同,乳液的乳胶粒分布状态和凝聚形态均有显著变化。