聚丙烯酰胺微球制备工艺研究进展

综述了制备聚丙烯酰胺微球主要采用的反相乳液法、反相微乳液法、分散聚合法、沉淀聚合法、反相悬浮聚合法等制备工艺的发展历史和研究现状,简要概述了各种方法的优缺点、微球的性能及特点,试图建立制备工艺对最终微球性能的影响规律,展望了聚合工艺的改进及微球功能化的前景。     

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。     

聚丙烯酰胺交联微球的制备及其粒径影响因素

以亲水性丙烯酰胺为单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、失水山梨醇单油酸酯为分散剂,在环己烷中进行反相悬浮聚合,制备了微米级聚丙烯酰胺交联微球(PAMCMS)。光学显微镜和扫描电子显微镜对 PAMCMS 粒径的表征结果显示,所制得PAMCMS 的平均粒径范围为5～175μm;考察了搅拌转速、引发剂过硫酸钾用量、分散剂用量和环己烷与水体积比(油水比)等因素对 PAMCMS 粒径的影响,在反应温度50～65℃、反应时间4 h、N_2保护下,维持配方中其他物质的用量不变,增大搅拌转速、减少引发剂用量、增大分散剂用量、增大油水比,导致最终生成 PAMCMS 的粒径减小;并通过体积变化初步考察了 PAMCMS 的溶胀性能,PAMCMS 在水中能长时间保持溶胀。     

阴离子聚丙烯酰胺微球降解规律

为揭示阴离子聚丙烯酰胺微球的降解规律,以2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸(AMPS)与丙烯酰胺(AM)为单体,采用乳液聚合法制备了阴离子聚丙烯酰胺P(AM-AMPS)微球。通过透射电镜、红外光谱仪、热重分析仪分析了所制备微球的结构与热稳定性,并测量了在水中溶胀后的微球在80℃下降解不同时间的黏度、pH值和粒径。结果表明,合成的P(AM-AMPS)微球分布均匀,粒径约为70 nm,其与线性聚丙烯酰胺在无水条件下的热稳定性相近。与线性聚丙烯酰胺水解后呈碱性且pH值缓慢上升不同,微球在溶液中降解的0～4 h内,自由基氧化降解使微球溶液黏度急剧下降,而水解反应相对缓慢,p H值维持在2.75左右;4 h后,自由基氧化降解速率减小,水解反应促使溶液pH值迅速上升。在降解反应的0～4 h内,微球外层的阴离子聚合物链段首先降解,而后微球内核部分破碎,微球粒径迅速降低。图7参20     

速溶型聚丙烯酰胺的制备及性能评价

通过丙烯酰胺与丙烯酸钠进行反相乳液共聚,制得速溶型聚丙烯酰胺(EPAM)。介绍了制备工艺及技术特点,对产品的流变性、增稠性、盐敏性、剪切稳定性、粘温性、筛网系数等进行了评价,并与美国氰胺公司的CYANATROL950、940及道化学公司已用于聚合物驱油的Pusher700产品进行了比较。结果表明,该产品与CYANATROL950、940及Pusher700产品性能基本一致,应用前景广阔,尤其对海洋石油开发意义很大。     

反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺

采用反相乳液聚合方法,在氧化-还原引发体系下,制备阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂。应用均匀设计的方法研究引发剂量、乳化剂量、抗交联剂量、单体摩尔比、油水体积比以及反应温度对产物特性粘数的影响,得出了优化的工艺条件。在乳化剂0.80 g、引发剂2.50 mL、抗交联剂0.05 g、单体丙烯酸与丙烯酰胺摩尔比3.5／6.5、油水体积比2.25、反应温度45℃时,产物的特性粘数为12.07 dL／g。     

反相乳液聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺及其絮凝性能研究

对反相乳液聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺的合成工艺进行了研究。主要考察了乳化剂和引发剂对反应的影响。研究发现,复配乳化剂的配比对单体的转化率有影响,当Span85：Span40=0．15：0．85（HLB≈6）时转化率可达到90％．引发体系采用过硫酸钾-亚硫酸氢钠氧化还原体系时,不同的配比对单体的转化率也有影响,当K2S2O8：NaHSO3（质量比）为1：1时转化率可达到90％。对反相乳液聚合法制得的阳离子聚丙烯酰胺的絮凝性能进行了研究,研究发现,当使用无机絮凝剂明矾与实验制得的阳离子聚丙烯酰胺复配时可以达到非常好的絮凝效果。     

丙烯酰胺反相微乳液聚合

在阐述丙烯酰胺反相微乳液聚合体系构成的基础上,对聚合动力学的研究作了详细介绍,并将反相微乳液聚合与常规乳液聚合进行了比较。     

聚丙烯酰胺反应性微凝胶的制备及其在石油开采中的应用

实验以油酸山梨醇酯(司班80)、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯(吐温60)、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺(AM)等为原料,制备了一种反应性微凝胶.确定了稳定的丙烯酰胺反相微乳液的体系组成:(m(司班80)∶m(吐温60)∶m(环己烷)∶m(AM)∶m(H2O)=6.18∶14.42∶67.04∶4.12∶8.24)).以...     

新型调驱剂的制备及溶胀性能的室内研究——聚丙烯酰胺交联微球

采用反相悬浮聚合法,合成了一系列不同粒径的聚丙烯酰胺交联微球,并考察了一些条件对所制得的交联微球粒径大小、吸水倍率及工艺稳定性的影响。研究得到较适宜的反应条件及工艺配方如下：丙烯酰胺为总质量的4.3％,交联剂和引发剂分别为单体摩尔质量的1．0％,反应起始温度为50℃,预乳化时间40min,升温至75℃,搅拌速度控制在380～500r／min．总反应时间2～3h。     

高相对分子质量丙烯酰胺/丙烯酸钾共聚物的制备

采用环己烷作溶剂，SPAN80／OP10为复配乳化剂，过硫酸钾（KPS）-四甲基乙二胺（TMEDA）为氧化还原引发剂，丙烯酰胺（AM）和丙烯酸钾（AAK）为原料，室温下，通过反相乳液聚合法制备了高相对分子质量AM／AAK共聚物。考察了聚合温度、引发剂浓度、乳化剂选择及其浓度、单体浓度及配比等对AM／AAK共聚物特性粘数的影响。确定了最佳聚合条件：矿（水）：矿（环己烷）=1．5：1，c（乳化剂）=2．5-3．5g／dL，m（SPAN80）：m（OP10）=（2．3-11．8）：1，c（单体）=30-35g／dL，m（AAK）：m（AM）=0．17：1，c（KPS）=1．7-2．5mmol／L，n（KPS）：n（TMEDA）=1：1，聚合温度为20-35℃。     

丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵反相微乳液体系的制备及表征

采用石油醚为连续相、失水山梨糖醇酐单油酸酯(Span80)和聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯(Tween80)为复合乳化剂、正己醇为助乳化剂,建立了丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)反相微乳液体系。使用Zeta电位/粒度/相对分子质量分析仪对该体系的形成及聚合过程中乳胶粒子粒径及其分布进行了测试。实验结果表明,当体系达到微乳液状态时,体系主要由10~100nm的单体微珠及少量粒径小于10nm的胶束组成;随聚合过程的进行,胶束消失,乳胶粒子体积增大。乳胶粒子体积的增大主要是通过扩散和碰撞两种机理完成的。最佳的复合乳化剂亲水-亲油平衡值为8.045,复合乳化剂在油相中的质量分数为33%,助乳化剂在油相中的质量分数为1.6%。在此条件下达到微乳液状态时的水相增容体积最大。     

聚丙烯酰胺微球在油田调剖堵水中的应用研究进展

聚丙烯酰胺微球广泛应用于油田深部调剖堵水,其合成方法主要有:反相悬浮聚合、反相乳液聚合、反相微乳液聚合和分散聚合等.微球的制备方法、水化膨胀程度等因素影响着微粒粒径,而微球粒径的大小及其分布是影响封堵性能的重要因素.综述了这些因素对聚丙烯酰胺微球封堵性能的影响.     

反相乳液聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺的研究

对以反相乳液聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺的合成工艺进行了研究,考察了聚合反应及聚合物性能的影响因素,得到了阳离子度为10%～25%、特性粘度[η]为9～12的稳定的阳离子聚丙烯酰胺胶乳。     

微米级交联聚丙烯酰胺微球分散体系的封堵特性

采用SEM、激光衍射分析及核孔膜过滤实验,研究了微米级交联聚丙烯酰胺(CPAM)微球分散体系的封堵性能。实验结果表明,CPAM微球分散体系比部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液更容易在核孔膜中形成吸附滞留,CPAM微球分散体系对1.2μm核孔膜的封堵程度远大于HPAM溶液。在一定的盐浓度范围内,盐浓度对CPAM微球分散体系的封堵性能影响较小;随溶胀温度的升高,CPAM微球分散体系通过核孔膜的过滤速率变化不大;CPAM微球分散体系具有很好的耐温抗盐稳定性。随CPAM微球浓度的增大,CPAM微球分散体系通过核孔膜的过滤时间显著延长,其封堵性能增强。溶胀时间对CPAM微球分散体系的封堵性能有较大影响,随溶胀时间的延长,CPAM微球分散体系的封堵能力先逐渐增强,在溶胀15 d左右时达到最大,然后逐渐减弱。