两性疏水缔合聚丙烯酰胺的室内性能研究

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和一种疏水长链烷基烯丙基氯化铵(M-18A)为单体,以溶剂油为油相,采用反相乳液聚合法合成一种两性疏水缔合聚丙烯酰胺增稠剂(AP-AM18)。在最佳合成条件下,利用核磁共振氢谱(¹H NMR)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)和热重分析仪(TGA)对AP-AM18进行了表征。红外光谱结果表明,单体发生聚合;XRD图显示其具有非晶体结构;对聚合物AP-AM18的热稳定性分析发现,分解温度超过500℃后,样品质量基本不变,表明聚合物具有良好的耐温性;对AP-AM18进行增稠、耐盐性能测试发现,随着浓度的升高,表观黏度逐渐上升,当浓度为2%时,聚合物AP-AM18在清水中的表观黏度达到893 m Pa·s,在5×101H NMR)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)和热重分析仪(TGA)对AP-AM18进行了表征。红外光谱结果表明,单体发生聚合;XRD图显示其具有非晶体结构;对聚合物AP-AM18的热稳定性分析发现,分解温度超过500℃后,样品质量基本不变,表明聚合物具有良好的耐温性;对AP-AM18进行增稠、耐盐性能测试发现,随着浓度的升高,表观黏度逐渐上升,当浓度为2%时,聚合物AP-AM18在清水中的表观黏度达到893 m Pa·s,在5×10⁴mg/L矿化水中,表观黏度达到391 m Pa·s,表明其具有较好的增稠、耐盐性能。     

阳离子疏水缔合聚丙烯酰胺的合成及性能

以功能性疏水长链十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(HM18)、丙烯酰胺(AM)和2-甲基-丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵(DMC)为原料,利用反相乳液聚合法合成了一种乳液型阳离子疏水缔合聚丙烯酰胺HAM-D。确定了其最佳合成条件:引发剂质量分数为0.04%(以单体总质量计),w(单体)=24%,反应温度为35℃,反应时间为6 h。通过红外光谱(FT-IR)、激光粒度仪、热重分析仪(TGA)和动态流变仪对HAM-D结构与性能进行表征。结果表明,HAM-D乳液粒径分布窄,稳定性好;与普通聚丙烯酰胺相比,HAM-D具有良好的耐热性;随着质量浓度的升高,HAM-D水溶液表观黏度逐渐上升,在5×104mg/L矿化水中仍可达到163 m Pa·s,表明HAM-D具有较好的增稠、耐盐性能;剪切300 s后,表观黏度由249 m Pa·s降到236m Pa·s,表现出良好的耐剪切性能。     

耐盐型疏水缔合聚合物的制备及流变性能

采用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)和水溶性阴离子疏水单体S-18制备了新型耐盐疏水缔合聚合物S-18HPAM。聚合放热测试表明:疏水单体含量的增加导致放热时间的延长,更有利于疏水结构的形成。微观结构测试表明:聚合物具有复杂的网状结构,在NaCl溶液中网状结构更为明显。流变测试结果表明:聚合物在盐溶液中具有良好的耐温和抗剪切性能。聚合物质量分数为0.3%(基于溶液总质量),温度90℃,剪切速率170 s–1和NaCl质量浓度20000 mg/L条件下,剪切后表观黏度大于70 mPa·s。在总矿化度20000 mg/L模拟地下水条件下,S-18HPAM质量分数为0.3%,剪切后黏度为70 mPa·s,加入质量分数0.5%表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)后,黏度增加到170m Pa·s。储能模量G'随着聚合物质量分数的增加而增大,体系弹性增强,同时疏水结构单元数量增加,形成致密的空间网络结构。     

含吡啶结构丙烯酰胺共聚物的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N-烯丙基油酰胺(NAE)和3-烯丙胺基羰基-1-乙基吡啶溴化铵([mAEPy]Br)为单体,采用氧化还原引发体系,制备了一种含吡啶离子液体结构疏水缔合聚合物驱油剂AM/AA/NAE/[m-AEPy]Br。对共聚物进行了红外、核磁表征,并测定了其增黏性、剪切稀释性、耐温抗盐性,对其提高采收率能力进行了评价。结果表明:2 000 mg/L的共聚物溶液表观黏度可达510.3 m Pa·s;在剪切速率为510 s-1下,其表观黏度为27.2 m Pa·s,且在90℃时其表观黏度为42.8 m Pa·s;在10 000 mg/L NaCl、1 500 mg/L MgCl_2和1 500 mg/L CaCl_2溶液中,其表观黏度分别为21.8、27.4和27.0 m Pa·s;在模拟驱油实验中,共聚物溶液的采收率提高了11.4%。     

PAAD-16酸液稠化剂的合成与性能

以二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺和溴代十六烷为原料,丙酮为溶剂,合成了一种疏水单体——二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵(DHAB),并以DHAB、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为单体,以自由基水溶液聚合法合成了一种疏水缔合聚合物P(AM-AMPS-DHAB)(PAAD-16),用IR、荧光光谱(FL)和SEM对其进行了结构表征。结果表明:PAAD-16的酸溶时间约为90 min;以该疏水缔合聚合物为主要添加剂配制而成的稠化酸在30℃、170s~(–1)下的表观黏度为59m Pa×s,在60、90℃下的热稳定性(ω)分别为85.0%和66.1%,在该条件下连续剪切120 min后剪切稳定性(ω')为81.4%,具有良好的增黏性、耐温抗剪切性和缓速性能。     

阳离子型涂料印花用增稠剂的制备及其性能研究

采用反相乳液聚合的方法,以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过氧化氢异丙苯-亚硫酸氢钠为氧化-还原引发剂,对丙烯酰胺(AM)、阳离子单体甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)进行共聚反应,制备了一种增稠性能好,耐盐性能高,使用方便的阳离子型印花涂料用增稠剂.通过正交实验和极差分析确定了影响增稠性的显著性因素.通过单因素实验确定了最佳反应条件.结果表明:含增稠剂3%白浆的表观黏度可达47 Pa·s,0.05%的氯化钠水溶液巾的黏度保留率为32.9%,黏度指数为23.6%,使用时白浆达到最大黏度时间为1 min.     

疏水单体组合对聚丙烯酸盐增稠剂耐电解质性能的影响

采用反相乳液聚合法合成了一种耐电解质犁聚丙烯酸盐增稠剂.研究了不同的疏水单体对黏度和耐电解质性能的影响,并且将它们进行了组合,考察了共聚物的性能,并用红外光谱对共聚物结构进行了表征.结果表明,将长链疏水单体进行复配参与聚合能够明显改善共聚物的亲水性和耐电解质性能;而像丙烯酸丁酯这样的短链疏水单体对体系增稠和耐电解质性能影响甚微.当m(十八烷基乙烯基醚):m(十二烷基乙烯基醚)=1:3,用量为总单体质量的4%～5%时,w(产物)=3%的自浆黏度在90 Pa·s以上,黏度保留率可达47%,优于使用单一的疏水单体.     

疏水聚合物Mannich碱的合成及溶液性能

将增黏用碳五石油树脂(C_5)作为疏水单体,与丙烯酰胺(AM)聚合反应得到AM/C_5二元共聚物,通过胺甲基化反应制得疏水聚合物Mannich碱。考察了单体质量比、引发剂用量、反应温度以及pH对聚合反应的影响;讨论了反应时间、反应温度以及溶液pH对Mannich碱溶液表观黏度的影响。采用FTIR、~1HNMR对产品进行结构表征,并对产品性能进行分析。结果表明,最佳聚合条件为:反应温度40℃,pH=8,引发剂用量为0.5%(以单体质量计),丙烯酰胺与碳五石油树脂的质量比为15∶1。当反应时间为5 h,温度60~70℃,pH=9,丙烯酰胺、甲醛、二甲胺的物质的量比为1∶1.1∶1.5,Mannich碱溶液黏度达到最佳(418 m Pa·s)。温度为90℃时,Mannich碱的黏度保留率为43.3%;当加入的NaCl、CaCl_2的质量浓度均为2 000 mg/L时,其黏度保留率分别为32.8%、21.7%。该Mannich碱具有较好的增黏、耐温及耐盐性。     

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%...     

油包水乳液型聚丙烯酰胺的制备及性能研究

以10#机油为油相,丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,通过反相乳液聚合制备了油包水乳液型聚丙烯酰胺PAM-2,研究了乳化剂、引发剂、温度对PAM-2的影响,以及PAM-2的增稠性能和流变性能。结果表明,当乳化剂为1.2%,引发剂为2‰,引发温度为30℃时,单体转化率达到92%,聚合物分子量为8×106。1%该乳液聚合物在清水中黏度为0.51 Pa·s,在50 000 mg/L的矿化水中黏度为0.18 Pa·s,具有优良的剪切稀释性、往复性和粘弹性。