AM/[APy]Br共聚物黏土抑制剂的制备及性能评价

以丙烯酰胺(AM)和溴化N-烯丙基吡啶([APy]Br)为单体,制备了一种离子液体聚合物黏土抑制剂AM/[APy]Br。通过单因素实验法确定了最佳反应条件为:m(AM)∶m([APy]Br)=15∶1,w(引发剂)=0.8%,其中,n(K2S2O8)∶n(Na HSO3)=1∶1,反应温度50℃。并对AM/[APy]Br进行了FTIR和1HNMR表征,对其性能进行了评价。结果表明,在室温下,2 000 mg/L AM/[APy]Br溶液防膨率为80.90%,当温度为90℃时,其防膨率仍达77.97%;2 000 mg/L AM/[APy]Br溶液与0.3 mol/L KCl溶液复配后,防膨率可达96.20%;与0.2 mol/L KCl溶液复配后,防膨率高于0.3 mol/L KCl溶液,复配溶液经4次冲刷,防膨率仍可达76.17%;占溶液总质量3.0%AM/[APy]Br与3.0%KCl复配溶液浸泡后的Na-MMT晶层间距(1.57 nm)明显优于单独使用同等浓度KCl浸泡后的Na-MMT晶层间距(1.62 nm)。     

一种阳离子型聚合物防膨剂的制备与性能研究

以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)为原料,采用水溶液聚合法制备出一种阳离子型防膨剂PMAD,通过FTIR进行表征,并对其粘均分子量进行测试;由防膨测试、耐温测试、耐水洗测试、耐盐测试及其与无机盐复配实验,对PMAD的相关性能进行研究。结果表明,PMAD具有较好的防膨性能、耐温性能、耐水洗性能和耐盐性能。当PMAD使用浓度为0.8%时,其防膨率可达87.12%,温度为100℃时防膨率超过80%,矿化度为200 g/L时,防膨率大于90%,三次水洗后,防膨率保持在80%以上。将PMAD分别与KCl、NH₄Cl进行复配,在使用浓度为1%时,体系的防膨率均大于90%,表明PMAD具有优异的抑制粘土膨胀的作用。     

麦秸纤维素在离子液体与有机溶剂复合体系中的溶解

采用一步法合成了N-烯丙基吡啶氯盐离子液体([APy]Cl),用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和质谱分析(MS)进行结构表征,并与5种有机溶剂[二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、吡啶及BS-12]形成复合溶剂,考察了麦秸纤维素在其复合溶剂中的溶解性能。结果表明:质量分数2%的麦秸纤维素在[APy]Cl/DMSO复合溶剂中溶解性能较佳,当复合溶剂m([APy]Cl)∶m(DMSO)=1∶0.5、120℃时,75 min可溶解完全。利用IR和X射线衍射对再生前后的纤维素进行结构表征,可知[APy]Cl/DMSO复合溶剂对麦秸纤维素溶解为直接溶解过程,溶解后麦秸纤维素由晶型Ⅰ转变成晶型Ⅱ。     

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%。     

丙烯酰胺共聚物AM/AA/NCD-离子液[equin]BF_4复合粘土稳定剂的合成及性能研究

采用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)以及单六位取代烯丙胺基β-环糊精(NCD)为原料,合成出了一种水溶性聚合物AM/AA/NCD。采用喹啉、溴乙烷、氟硼酸钠在温和条件下合成了离子液体四氟硼酸1-乙基-喹啉盐([equin]BF4)。AM/AA/NCD溶液与[equin]BF4在50℃下回流,发生复合反应,生成AM/AA/NCD-离子液[equin]BF4复合粘土稳定剂。考察了反应条件对聚合反应的影响,确立了最佳合成工艺。通过膨润土线性膨胀实验,确定了复合粘土稳定剂最佳加量为0.6%,防膨率达到81%。采用X-射线衍射(XRD)考察了复合粘土稳定剂对钠蒙脱土晶层间距的抑制效果,晶层间距从1.89 nm降低到1.66 nm。压入硬度实验表明,AM/AA/NCD-[equin]BF4能有效保持泥页岩岩石强度。     

脂肪酸盐用于反相乳液中淀粉接枝反应乳化剂的研究

研究了以淀粉为基材、以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为聚合单体、以脂肪酸盐及其复配物为乳化剂、采用反相乳液聚合技术合成接枝共聚物的方法。讨论了脂肪酸盐的金属离子种类、碳链长度、乳液形成方法、乳化剂组成、乳化剂用量对单体转化率、接枝率、接枝效率、产品特性黏数及絮凝效果的影响。结果表明,将单一的脂肪酸盐以一定比例进行复配得到的混合物的乳化效果较好,当m(油酸)∶m(油酸钠)=60∶40的复配物为乳化剂,w(乳化剂)=6%,V(油)∶V(水)=1 2∶1,n(AM)∶n(DMDAAC)=3∶1,c〔(NH4)2S2O8〕=3 5×10-4mol/L,t=6h,θ=45℃时,单体转化率达99 7%,接枝率达97 6%,接枝效率为97 9%,特性黏数为1120mL/g。     

抗盐抗高温强抑制性降滤失剂SN-K的合成与评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)和二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)为聚合单体,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为氧化还原引发体系,通过水溶液聚合得到一种新型抗盐、抗高温、强抑制钻井液降滤失剂SN-K。通过单因素实验确定了最佳单体配比n(AM)∶n(AMPS)∶n(AA)∶n(DMDAAC)=1∶2∶2∶1,反应温度65℃,反应时间4 h,w(单体)=20%(以水溶液的总质量计,下同),w(引发剂)=0.5%(以单体总质量为基准,下同)。采用KOH调节聚合体系pH,引入强抑制性离子K+,并对SN-K进行性能评价。结果表明:在盐水钻井液中,w(SN-K)=3.0%(以钻井液总质量为基准,下同)时,经180℃高温老化16 h后,SN-K仍具有良好的降滤失效果,FLAPI=8.4 m L,没有添加SN-K的钻井液基浆的FLAPI=82.0 m L;泥页岩滚动回收实验表明:当w(SN-K)=1.0%时,岩屑相对岩心回收率(R*)为94.4%,远远超过KCl体系中w(KCl)=3.0%时的77.3%;利用SEM对添加SN-K的钻井液高温高压滤饼进行了微观表征,结果显示其具有致密的网架结构。     

缓蚀剂1,3-二烷基咪唑的合成及其缓蚀性能研究

采用一步法合成了1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([BMIM]Br)和1-己基-3-甲基咪唑溴盐([HMIM]Br)等两种烷基咪唑离子液体,并通过电化学阻抗、动电位极化和失重法研究[BMIM]Br和[HMIM]Br对15Mn碳钢在1 mol/L盐酸溶液中的缓蚀行为。研究结果表明:此两种缓蚀剂在1 mol/L盐酸溶液介质中对碳钢都有良好的缓蚀效果,其缓蚀效率都随着缓蚀剂的浓度的升高而增大,在同浓度条件下,缓蚀效率顺序为:[HMIM]Br[BMIM]Br。动电位极化曲线测量表明此两种1,3-二烷基咪唑溴盐的加入对碳钢的阴阳极腐蚀过程都具有抑制作用,[BMIM]Br和[HMIM]Br属于混合型缓蚀剂。同时计算了相关热力学参数如吸附平衡常数(Kads)以及标准吸附自由能(ΔGads)来阐述缓蚀剂的缓蚀机制,热力学计算说明[BMIM]Br和[HMIM]Br在碳钢表面发生了自发的物理吸附。     

吸附型小分子阳离子抑制剂的合成与表征

本文以环氧氯丙烷和三乙醇胺为原料,合成中间体三羟乙基环氧丙基氯化铵(TEPAC),再与多乙烯多胺合成吸附型小分子阳离子抑制剂。以防膨率为评价标准,对单体配比、反应温度和反应时间进行实验,确定最佳反应条件。对合成产物用红外光谱进行结构表征,通过防膨实验、耐高温实验、线性膨胀实验和岩屑回收实验评价其性能。结果表明,最佳反应条件为:n(TEPAC)∶n(多乙烯多胺)=1∶1.1,反应温度80℃,反应时间3 h。当TEPAC-多乙烯多胺的浓度为2.0%时,防膨率为89.70%。TEPAC-多乙烯多胺产物的抗温性能良好,140℃下的防膨率可以保持在81.3%。TEPAC-多乙烯多胺的抑制性良好,且优于KCl的抑制性。当TEPAC-多乙烯多胺的质量分数为2.0%时,岩屑回收率为87.1%,明显高于蒸馏水和KCl的回收率。     

AS/C_(12)-4-C_(12)·2Br/醇/己烷/盐水中相微乳液的研究

以AS/C12-4-C12.2Br/ROH/己烷/盐水系统为对象,研究了表面活性剂配比,表面活性剂用量,醇的种类,醇度,盐度等对系统相态的影响,结果显示:AS/C12-4-C12.2Br复配具有较好的协同效应,以AS/C12-4-C12.2Br复配物为表面活性剂所制备的中相微乳液的最佳体积比用单一表面活性剂形成中相微乳液体积大,形成中相微乳液的较佳条件是:以丁醇为助表面活性剂,w(AS)∶w(C12-4-C12.2Br)复配比为10∶1,c(NaCl)=14%∶c(ROH)=4%,中相微乳液的体积达到3.3 mL。     

驱油用超支化抗剪切聚丙烯酰胺的合成及溶液性能

以聚环糊精（HCD）为母核,丙烯酰胺（AM）及甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱（BTAM）为接枝单体,在铈盐-羟基引发体系下,通过水相自由基聚合,制备了一种具有球形母核及两性离子功能链段的超支化聚合物HCD-HPAM-BTAM。考察了聚合时间（T1）、引发剂用量（M[O]）、HCD用量（MHCD）、水解烘干温度（t）、BTAM用量（MBTAM）等对聚合物溶液粘度的影响。采用1HNMR对聚合物进行了结构表征,并对其溶解、增粘、抗剪切、抗盐及抗老化性能进行了评价。结果表明,最佳的聚合条件为：T1=5.5h、M[O]=60mg、MHCD=20-30mg、t=120oC、MBTAM=200mg。在9374.13mg/L的矿化水中,HCD-HPAM-BTAM聚合物基本溶解时间均小于40min,2000mg/L的聚合物溶液粘度可达到31.2 mPa?s,Waring搅拌器1档剪切20s后粘度保留率高达80%,老化90天粘度保留率为63%,均优于未改性HPAM聚合物。     

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。     

[NH2-emim]Br/[Bmim]BF4离子液体中二氧化碳的电化学还原

以2-溴乙胺氢溴酸和N-甲基咪唑盐为原料合成了氨基功能化离子液体1-（2-胺乙基）-3-甲基咪唑溴盐（[NH₂-emim]Br）,用¹H NMR和IR对所制备的离子液体进行了表征,测得25℃下[NH₂-emim]Br的黏度26.691 Pa·s、电导率0.1130 mS·cm^-1,CO₂的溶解饱和度82%（摩尔分数）,将不同含量的[NH₂-emim]Br与[Emim]BF₄、[Bmim]BF₄、[Bmim]PF₆组成二元复合离子液体,并用于CO₂电化学还原研究,循环伏安研究表明,CO₂在[NH₂-emim]Br（0.5%）-[Bmim]BF₄复合离子液体中的还原峰电位较[Bmim]BF₄正移0.4 V,还原峰电流增大9倍,黏度降低为0.08227 Pa·s,电导率增大至1.317 mS·cm^-1,是一种较好的CO₂电化学还原离子液体体系。     

凤眼莲高效含硼高吸水性树脂的制备

研究了凤眼莲与单体丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)接枝共聚反应中,凤眼莲与AA和AM质量比、AA与AM质量比、(NH4)2S2O8-NaHSO3用量、K2S2O8用量、AA单体浓度、AA中和度、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)用量、反应温度等因素对树脂吸水性能的影响,探讨了硼酸浓度对树脂吸水效果的影响。结果表明,当凤眼莲与双单体AA、AM质量比为1∶6,AA和AM质量比为3∶1,AA单体浓度为1.6 mol/L,AA中和度为40%,m〔(NH4)2S2O8-NaHSO3〕/m(AA)=0.006 6,m(K2S2O8)/m(AA)=0.011 6,m(MBA)/m(AA)=0.016 6,反应温度为75℃时,制备的高吸水性树脂(SAR)具有良好的吸水性能;硼酸浓度为100μmol/L时SAR具有良好的吸水效果。接枝效率为50.5%,单体转化率为86%,吸水率为450 g/g,吸盐水率为120 g/g;SAR吸水速率快,大约30 min左右即可达到饱和;SAR保水性能好,抑蒸效果显著。     

均三甲苯液相氧化合成均苯三甲酸连续化工艺研究

研究了以均三甲苯为原料,采用液相氧化法合成均苯三甲酸的连续化工艺条件,重点考察了反应温度、催化剂配比、溶剂比和停留时间等因素对氧化反应的影响,从中确定了最佳的工艺条件为:反应温度215℃,冰醋酸∶均三甲苯(质量比)=5∶1,Co∶Mn∶Br(mol)=1∶1∶3,[Co2+]=450 mg.kg-1/[Mn2+]=420 mg.kg-1/[Br-]=1 800 mg.kg-1,反应停留时间为80 min。该条件下的产品酸值为796.8 mg(KOH)/g,均苯三甲酸质量收率为160.2%。     

Rheological Behavior of Poly(m-phenyleneisophthalamide) in Ionic Liquid

Summary The rheological behavior of poly(m-phenyleneisophthalamide) (PMIA) in 1-n-butyl-3-methylimidazolium chloride ([Bmim]Cl, ionic liquid) has been investigated. The polymer in the concentration range investigated exhibits very different behavior between [Bmim]Cl and DMAc/LiCl solvent. Unlike in DMAc/LiCl solvent, PMIA/[Bmim]Cl solution exhibits maxima in apparent viscosity-concentration plots in the range studied. The complex viscosity-frequency behavior of the PMIA/[Bmim]Cl solutions is similar to that steady-state rheological behavior. The different rheological behavior shows the interaction between macromolecule and IL which leading the supermolecular aggregates in PMIA/[Bmim]Cl solution.     

AM/AMPS/DMC聚两性电解质的合成、表征与溶液性能

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,在0.5 mol/L NaC l溶液中,以2,2-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-代)丙烷]二氢氯化物(VA-044)为引发剂,合成了AM/AMPS/DMC系列聚两性电解质。利用13C NMR对共聚产物结构进行表征,结果表明,在高转化率情况下,共聚物组分与投料比基本一致。考察外加小分子电解质和温度对聚两性电解质溶液性能的影响,结果显示,阴、阳离子数量相近的聚两性电解质溶液的粘度随外加盐浓度增大而增大,在温度升高时,其表观粘度保留率高于聚丙烯酰胺,说明AM/AMPS/DMC系列聚两性电解质具有一定的抗温、耐盐能力。     

孪尾疏水缔合水溶性聚合物P(AM/NaAA/DiC_8AM)水溶液的黏度行为

研究了胶束共聚法制备的孪尾疏水缔合水溶性聚合物P(AM/NaAA/D iC8AM)的水溶液的黏度行为。当疏水单元摩尔分数为0.05%~0.40%时,P(AM/NaAA/D iC8AM)在30℃、c(NaC l)=1.000 mol/L水溶液中的特性黏数[η]为2 149~367 mL/g、Huggins常数KH为0.220~3.90;随疏水单元摩尔分数增加,特性黏数[η]减少、KH增加。在矿化度为19 334μg/g的盐水溶液中,P(AM/NaAA/D iC8AM)的表观黏度随疏水单元摩尔分数的增加而增加、随剪切速率的增加而降低。随疏水单元摩尔分数的增加,临界缔合质量浓度降低;与后加的SDS[ρ(SDS)=0~6.0 g/mL]的疏水缔合作用增强,黏度增加的幅度增大。表观黏度随温度的变化也与疏水单元摩尔分数有关,当x(H)=0.3%、温度升至45℃左右时,出现最大值。在NaC l、CaC l2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,出现盐增黏现象。     

聚丙烯酸类超强吸水剂的合成与性能研究

以丙烯酸烯丙酯作为交联剂、丙烯酸(AA)为单体、过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用溶液聚合法合成了一种聚丙烯酸类超强吸水剂。研究了合成条件对吸水性能的影响:当ρ(丙烯酸烯丙酯)=0 594g/L,ρ(KPS)=0 178g/L,单体中和度x(丙烯酸钠)=90%,c(丙烯酸钠)=4 17mol/L,聚合温度为60℃时,制得的聚合物每克吸去离子水最高达到1360mL,吸盐水(生理盐水)162mL。所得的聚合物具有良好的吸水可逆性,30min的吸水量可以达到饱和吸水量的90%。制得聚合物的热重分析表明,未吸水的该聚合物在350℃开始分解。聚合物吸水前后XRD测试结果显示:吸水前聚合物结构基本无规整性,吸水后膨胀使主链展开,结构趋于规整。     

溴化1-辛基-3-甲基咪唑聚集状态对蛋白质结晶的影响研究

研究了离子液体溴化1-辛基-3-甲基咪唑（［C₈mim］Br）添加剂的聚集状态对蛋白质结晶过程的影响。实验发现［C₈mim］Br可以改善溶菌酶晶体形貌,影响晶体数量和晶体尺寸。通过测定不同浓度［C₈mim］Br下溶菌酶的溶解度、结晶动力学、聚集状态和ζ-电势,揭示了离子液体［C₈mim］Br对溶菌酶结晶的影响机理。结果表明,［C₈mim］Br与溶菌酶的作用方式随［C₈mim］Br的聚集状态而改变。当［C₈mim］Br浓度较低（<0.1 mol/L）时,［C₈mim］⁺与溶菌酶分子之间存在疏水作用,可以促进蛋白质分子聚集,促进结晶过程。当［C₈mim］Br浓度较高（>0.1 mol/L）时,［C₈mim］⁺自发聚集成胶束,并与蛋白质分子相互作用形成溶菌酶-胶束复合物;动态光散射（DLS）结果显示结晶过程以溶菌酶-胶束复合物为基本单元聚集,因此结晶过程减缓,晶体质量提高。