一种三元疏水缔合聚合物的合成及性质分析

采用水溶液聚合法,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为单体,甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵(C_(16)DM)为疏水单体合成了一种两性离子聚合物。通过单因素实验确定了聚合反应的较佳条件是:单体总质量分数25%、体系pH值8、n(AM):n(AA):n(C_(16)DM)=77.7:21:1.3、引发剂(n(APS):n(SS)=1.2:1)用量为0.2%、反应温度60℃、反应时间5h。实验表明:聚合物溶液的临界缔合浓度是2g/L;1.0%聚合物溶液黏度在90℃时为62 mPa·s,黏度保留率为64.6%;0.8%聚合物溶液在NaCl浓度为0.6 mol/L时黏度为40 mPa·s,黏度保留率为47.6%;在1 70 s~(-1)的剪切速率下,经过1200 s的剪切后,0.8%的聚合物溶液的黏度稳定在70 mPa·s,黏度保留率为82.3%。     

丙烯酰胺/丙烯酸/N-烯丙基吗啉三元共聚驱油剂的合成及其性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和N-烯丙基吗啉(AMPL)为单体,(NH4)2S2O8-NaHSO3为氧化还原引发体系,制得AM/AA/AMPL新型水溶性共聚物。适宜的反应条件为:m(AM)∶m(AA)∶m(AMPL)=7∶3∶0.01、溶液pH=7、单体总含量20%(w)、反应温度40℃。利用FTIR,1H NMR,13C NMR等方法研究了该共聚物的结构、性能及提高采收率能力。实验结果表明,AM/AA/AMPL共聚物具有良好的增黏性能、抗剪切性能和耐温耐盐性能。当质量浓度为3 000 mg/L时,AM/AA/AMPL共聚物溶液在剪切速率1 000 s-1、温度25℃下的黏度保留率为9.7%;在剪切速率170 s-1、温度80℃时的黏度保留率为92.3%。AM/AA/AMPL共聚物提高室内模拟原油的采收率能力优于部分水解聚丙烯酰胺。     

两步聚合法制备两性聚丙烯酰胺增稠剂

采用两步聚合法,即甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵自聚得到聚电解质聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC);PDMC与丙烯酸、长碳链疏水单体丙烯酸十八酯(ODA)等单体共混,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)为交联剂、过硫酸钾为引发剂进行反相乳液聚合,得到疏水缔合型具有互穿网络结构的两性聚丙烯酰胺增稠剂乳液。考察了该增稠剂的交联结构、PDMC用量、ODA用量、MBAM用量对增稠剂乳液增稠能力及耐盐性能的影响。实验结果表明,当PDMC用量(相对于增稠剂乳液的质量分数,下同)为13.800%、ODA用量为0 600%、MBAM用量为0.170%时,增稠剂具有优良的增稠能力和耐盐性能。     

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     

丙烯酰胺/丙烯酸/N,N-二烯丙基油酰胺/N,N-二甲基二烯丙基氯化铵共聚物驱油剂的合成及其性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N,N-二烯丙基油酰胺(DNDA)、N,N-二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为单体,合成了水溶性丙烯酰胺共聚物(PMADD)。利用FTIR、流变等方法分析了PMADD的结构,研究了PMADD的性能,并利用岩心驱替实验考察了PMADD对模拟原油的提高采收率能力。实验结果表明,合成PMADD适宜的条件为:m(AM)∶m(AA)∶m(DMDAAC)∶m(DNDA)=5∶5∶0.3∶0.04、聚合温度45℃、Na HSO3-(NH4)S2O8引发剂用量0.3%(w)(基于反应体系质量)、反应体系p H=7。PMADD具有良好的增黏、抗剪切、耐温、抗盐和耐老化性能。当PMADD的质量浓度为2 000mg/L时,其溶液的表观黏度为590.3 m Pa·s;在剪切速率为1 000 s-1时,其黏度保留率为7.0%;当Na Cl质量浓度为12 000 mg/L时,PMADD溶液的黏度保留率为23.7%。当模拟地层水的总矿化度为5 200 mg/L时,2 000 mg/L的PMADD溶液可提高模拟原油采收率12.64%。     

水溶性AM/AA/SAS/EDMA四元共聚物的合成及其性能

以乙二胺和马来酸酐为单体制备了N,N′-二(4-氧基-2-烯酸)乙二胺(EDMA);以EDMA、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、烯丙基磺酸钠(SAS)为单体制备了AM/AA/SAS/EDMA四元共聚物。利用FTIR、SEM和元素分析等方法分析了该四元共聚物的结构特征,并对其耐温耐盐性能、抗剪切性能和提高采收率能力进行了研究。实验结果表明,当质量浓度为5 000 mg/L时,该四元共聚物溶液在95℃下的黏度保留率为39.5%;在10 000 mg/L NaCl,1 000 mg/L CaCl2,1 000 mg/L MgCl2·6H2O溶液中的黏度保留率分别为12.1%,19.3%,27.5%;当质量浓度为2 000 mg/L时,在剪切速率为500 s-1下剪切5min后其黏度为28.7 mPa·s,黏度保留率为85.7%;室内采收率实验结果表明,60℃下该四元共聚物的采收率比AM/AA二元共聚物高5.7%。     

长脂肪链改性疏水缔合聚丙烯酰胺驱油剂的制备与性能

以丙烯酸十八酯(ODA)为疏水单体,与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)通过自由基共聚法制得长脂肪链改性疏水缔合聚丙烯酰胺(PAMBA),采用红外光谱、X射线衍射对其结构进行了表征,并考察了其耐盐性、耐温性及耐剪切性能。研究发现,PAMBA水溶液中存在强烈的分子间缔合作用。合成的疏水缔合聚丙烯酰胺(PAMBA)具有阴离子磺酸基,因此具有良好的抗盐性。和未改性PAM相比,PAMBA在60℃下能保持较高的表观黏度,其耐温性和耐剪切性能明显提高。     

水解度对疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质的影响

以丙烯酰胺、丙烯酸钠及疏水单体共聚合成了水解度为25%的疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM),采用加强碱在95℃高温下水解的方法,分别获得水解度50%和70%的聚合物,并研究三种不同水解度下HAPAM溶液的性能。实验结果表明:HAPAM水溶液的表观黏度随水解度的增大先增大后降低;不同水解度的HAPAM溶液表现出了一定程度的盐增黏现象,水解度为50%和70%的HAPAM盐溶液随着Ca2+、Mg2+浓度的增加出现相分离;不同水解度HAPAM溶液黏度随剪切速率的增加而降低,表现出明显的剪切稀释性;水解度低的聚合物溶液随聚合物浓度的增加更易表现出黏弹性,而水解度过高时,溶液只能表现出黏性行为;同一水解度的聚合物,随着NaCl浓度的增大,溶液的黏弹性呈现先增大后降低的趋势。图15参15     

AM/AA/AMPS/NPAB四元共聚物驱油剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和1-烯丙氧基-4-壬基苯(NPAB)为单体,采用过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发体系,制备了一种新型水溶性共聚物,并对该共聚物进行了红外和扫描电镜表征。适宜的共聚条件为:m(AM)∶m(AA)∶m(AMPS)∶m(NPAB)=6∶4∶0.3∶0.02、pH=7、w(引发剂)=0.29%、单体总浓度20%、温度40℃。研究表明:2g/L的共聚物溶液表观黏度高达716.3mPa·s;在120℃时,共聚物溶液黏度保留率达到35.71%;MgCl2和CaCl2含量为2g/L时,共聚物溶液黏度保留率高达125.3和126.3mPa·s。该共聚物溶液可提高模拟原油的采收率。     

长脂肪链改性疏水缔合聚丙烯酰胺的制备与表征

本文以丙烯酸十八酯（ODA）为疏水单体,与丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酸（AA）通过自由基聚合法制得长脂链改性疏水缔合聚丙烯酰胺（PAMBA）,研究了共聚反应中各种因素的影响,以黏度为指标确定合理的聚合工艺条件,并通过红外光谱仪、X-射线衍射仪和透射电镜对聚合物性能进行了表征。结果表明,PAMBA的最佳合成配方为ODA用量（占总单体质量）0.6%、AMPS用量20%、AA用量10%、引发剂KPS用量0.3%。在常温、剪切速率170 s^-1下,由最佳配方得到的质量分数为0.2%的PAMBA溶液黏度为56.2mPa·s,PAMBA在水溶液中存在强烈的分子间缔合作用。     

反相乳液聚合制备丙烯酰胺-丙烯酸铵共聚物

采用反相乳液聚合法,以液体石蜡为连续相、丙烯酰胺和丙烯酸水溶液为分散相、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂,制备了丙烯酰胺(AM)-丙烯酸铵(AA)共聚物;考察了引发剂含量、单体AM含量、复合乳化剂Span-80与Tween-80的配比、聚合体系pH、聚合温度、油水比等对AM-AA共聚物性能的影响。较佳的聚合条件为:过硫酸铵占单体总质量的0.7%,AM占丙烯酸质量的40%～45%,m(油)∶m(水)=1.1,m(Span-80)∶m(Tween-80)=92∶8(Span-80和Tween-80复合乳化剂的亲水亲油平衡值约为5.2),聚合温度60～70℃,聚合体系pH约为9.0。在此条件下,制得的AM-AA共聚物的黏度较大,稳定性较好。     

丙烯酸-腐植酸复合吸水树脂的合成与性能

以丙烯酸(AA)和腐植酸(HA)为原料,N,N-二亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用水溶液聚合法合成了一系列高HA含量的AA-HA复合吸水树脂。研究了MBA用量、APS用量、单体浓度、AA的中和度、反应温度等对AA-HA复合吸水树脂吸液性能的影响,当m(AA):m(HA)=4:1,4:2,4:3,4:4时,在适宜条件(n(NaOH):n(AA)=0.6:1、80℃、c(AA)=2.31 mol/L)下合成的AA-HA复合吸水树脂的吸液率分别为635,570,350,300 g/g。探讨了AA-HA复合吸水树脂在不同pH溶液、不同离子强度盐溶液和不同环境温度中的吸液性能。采用FTIR方法对AA-HA复合吸水树脂的结构进行了表征,表征结果显示,AA-HA复合吸水树脂为接枝共聚物。     

衣康酸/丙烯酸共聚物阻垢剂的研制

以衣康酸(IA)和丙烯酸(AA)为单体,采用水溶液自由基聚合反应,合成了IA/AA共聚物,用正交实验法确定的最佳合成条件为:反应温度88℃,反应时间1.5 h,引发剂用量8.7％(与单体的质量比),单体配比:m(IA):m(AA):1:3.4。实验表明,引发剂用量是影响共聚物阻垢率的主要因素。该共聚物对碳酸钙垢的阻垢率可达98.5％。     

聚丙烯酸-丙烯酰胺渗透汽化膜材料的研制

采用溶液聚合法制备丙烯酸 -丙烯酰胺共聚物 ,研究引发剂用量、单体摩尔比对共聚物特性粘数的影响及浓度、pH对共聚物水溶液粘度的影响 ,确定了制备作为膜材料用的共聚物的条件和膜的制作条件 ,并将制得的膜渗透汽化分离乙醇水溶液 ,获得了满意的结果。     

微波辐射合成三元共聚高吸水性树脂

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,在不加引发剂和无氮气保护的情况下,微波辐射合成AA/AM/AMPS共聚高吸水性树脂。通过单因素实验得出了反应的最佳条件为:n(AMPS):n(AA):n(AM)=1:2:1,pH=2.25,w (NMBA)=0.025%;采用FT-IR、AFM和DSC-TGA等对树脂结构、表面形态及热稳定性进行了表征。结果表明,在优化条件下高吸水性树脂其吸蒸馏水倍率为1 819 g/g,耐热性表明在60℃的环境中树脂吸水率高达745 g/g;在305℃之前树脂较稳定,且重复使用性好。     

丙烯酸类共聚原油破乳剂的制备

以丙烯酸(AA),甲基丙烯酸(MAA),丙烯酸丁酯(BuAc),甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,三乙醇胺与无水亚硫酸钠分别为链转移剂与终止剂,水为分散介质,采用乳液法合成了一种水溶性四元共聚物破乳剂。考察了水用量、乳化剂用量、引发剂用量、加料速率、聚合温度、单体配比、链转移剂与终止剂用量等反应条件对产物破乳性能的影响,并且对原油破乳条件进行了讨论,对产物进行了红外检测分析。结果表明:在水用量60g、乳化剂用量1.6g、引发剂用量0.25g、加料时间130 min、聚合温度80～85℃、链转移剂与终止剂分别为0.1g与0.15 g、单体总量20 g、m(AA):m(MAA):m(BuAc):m(MMA)=0.75:0.25:12:2条件下,所得产物的原油破乳脱水率最佳。当加药量300 mg/L时,原油脱水率达97.01%。     

原子转移自由基聚合法合成双亲性无规共聚物聚(苯乙烯-co-丙烯酸)及其自组装行为的研究

通过原子转移自由基聚合,合成了一系列不同单体配比的无规共聚物 P(St-co-tBA)(St 为苯乙烯,tBA 为丙烯酸叔丁酯);以三氟乙酸为催化剂,P(St-co-tBA)水解得到无规共聚物 P(St-co-AA)(AA 为丙烯酸);用红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱和示差扫描量热等方法对 P(St-co-AA)进行了表征;研究了 P(St-co-AA)在选择性溶剂中的自组装行为,用紫外-可见分光光度计、激光光散射仪、激光粒度分析仪和透射电子显微镜等对 P(St-co-AA)的自组装胶束进行了表征。实验结果表明,临界聚集水含量随 P(St-co-AA)中 AA 含量的增加而增大,随 P(St-co-AA)溶液初始质量浓度的减小而增大;P(St-co-AA)胶束粒径随 AA 含量的增加而减小,随 P(St-co-AA)溶液中水含量的减小而减小。初步探讨了聚合方法对 P(St-co-AA)自组装胶束化的影响,由原子转移自由基聚合得到的 P(St-co-AA)的胶束粒径(250 nm)比普通自由基聚合得到的P(St-co-AA)的胶束粒径(150 nm)大。     

微波法合成两性高吸水性树脂

以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和丙烯酸为单体，Ｎ，Ｎ－亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，偶氮二异丁腈的丙酮溶液为引发剂，利用微波的照射进行水溶液聚合，制得两性高吸水性树脂。研究了共聚物的吸液性能与共聚单体组成、反应液ｐＨ值、交联剂用量、引发剂用量诸因素的关系。所制得的树脂吸水率达１０６０ｇ／ｇ，对５０％的甲醇水溶液的吸液率达２８０ｇ／ｇ，对０．９％的盐水溶液的吸液率为１７０ｇ／ｇ。