超支化聚合物的合成与应用

对近几年超支化聚合物的合成与应用进行了综述。超支化聚合物的合成反应主要有缩聚反应、加成反应、开环聚合、接枝反应等。超支化聚合物在合成嵌段共聚物、涂料、药物缓释剂等方面具有广泛的应用前景。     

超支化聚合物的制备及现场应用

为提高现有线性聚合物的综合性能，采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合反应链转移剂（RAFT）可控聚合方式合成水溶性超支化聚合物产品，利用凝胶渗透色谱得到产物的分子量为300万，在150、180和200℃下分别高温老化16和48 h，老化前后的黏度保持率远高于线性聚合物；超支化聚合物在淡水基浆中抗温达220℃，盐水和复合盐水基浆中抗温可达到180℃，降滤失性能优于常规线性聚合物。超支化聚合物产品在顺北16X井现场应用中发挥了较好的低黏提切特性、抗剪切性能和较强的抗温、抗Ca2+及CO32-污染能力突出等优点，有效解决了高温深井、小井眼和CO2、盐水污染带来的一系列钻井液问题。     

超支化聚合物杀菌剂的合成及性能评价

在实验室里对已经实现工业化生产的Boltorn H30超支化聚酯进行季铵化改性，合成了超支化聚合物杀菌剂，每个分子末端的理论季铵官能团数是32个，分子结构经FT—IR和NMR(^1H、^13C)表征得到了证实。杀菌性能评价结果表明，超支化聚合物杀菌剂(H30N12)对革兰氏阴性菌的杀灭能力是十二烷基三甲基氯化铵(1231)的10倍，对革兰氏阳性菌的杀灭能力也强于1231，是一种高效快速的杀菌剂。季铵憎水链所含碳原子个数越少，杀菌性能越好，含8个碳原子的杀菌剂H30N8最强，含16个碳原子的杀菌剂H30N16最弱。     

钻井液用超支化反相乳液聚合物的合成及其性能

以丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺为原料,采用氧化还原引发剂体系,在RAFT试剂存在下,通过反相乳液聚合制备了超支化P(AA-AM-AMPS)反相乳液聚合物。研究了引发剂比例及用量、油水体积比、乳化剂的HLB值及其用量等因素对共聚物的水溶液表观黏度及所处理钻井液的流变性和滤失量的影响。结果表明,当引发剂过硫酸铵/亚硫酸氢钠=1∶1,引发剂用量为0.16%~0.2%,油水体积比为0.875~1.0,复合乳化剂HLB值为6.9~7.1,复合乳化剂用量为7.6%~8.5%时,制得反相乳液聚合物的水溶液表观黏度为66~71 mPa·s,该超支化P(AA-AMAMPS)反相乳液聚合物在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水基浆中具有较好的增黏、降滤失能力,抗温、抗盐能力强,同时具有较强的润滑能力,在淡水基浆中加量为1%时润滑系数降低率为68.3%。     

超支化聚合物的合成及其应用于油田阻垢的研究进展

超支化聚合物(HBPs)是一类高度支化的三维大分子,属于树枝状聚合物领域的一个重要亚类,由于其独特的分子结构、非对称的随机分支和端接官能团多,使其成为现阶段油田阻垢方面的研究热点。综述了超支化聚合物的3种经典合成方法：AB_X(X≥2)型单体缩聚反应、自缩合乙烯基聚合反应和开环聚合反应。总结了近年来用于阻钙镁垢、硅酸盐垢的超支化聚羧酸类、超支化聚酰胺-胺类、超支化聚酯类以及其他超支化聚合物类型的阻垢剂的研究进展,并分析了各种类型超支化聚合物的阻垢机理。对超支化聚合物在油田阻垢方面的应用和发展前景提出展望。     

端氨基超支化聚合物泥页岩抑制剂的合成与性能评价

通过丁二酸酐和二乙烯三胺合成了端氨基超支化聚合物(HP-NH_2)泥页岩抑制剂,采用FTIR,~1H NMR,TOFMS等技术对其结构进行了表征;通过线性膨胀和3次滚动回收实验对HP-NH_2抑制剂的抑制性能进行了评价;通过吸附实验、XRD及FTIR分析对HP-NH_2作用于蒙脱土的机理进行了初步研究。实验结果表明,HP-NH_2对泥页岩的水化分散和膨胀具有良好的抑制性能,并随HP-NH_2含量的增加其抑制性能增强。HP-NH_2在蒙脱土表面发生有效吸附,单位吸附量可达0.35 g/g,且可进入蒙脱土晶层间距并通过置换层间水化阳离子将结合水挤出,起到抑制蒙脱土水化膨胀的作用。     

一种超支化聚合物反相破乳剂的合成及性能

以丙烯酸甲酯和1,3-丙二胺为原料,合成了一种新型超支化聚酰胺-胺反相破乳剂。用红外和核磁氢谱表征了产物的结构,考察了破乳条件对其破乳性能的影响。实验结果表明:在添加量为40 mg/L,破乳温度为60℃和沉降时间30 min时,脱油率可达91%。     

基于季戊四醇的超支化降滤失剂的合成及性能评价

针对现有的降滤失剂在使用过程中存在对钻井液流变性影响大、抗温和抗盐能力不足的问题,以季戊四醇为核心结构的多烯基单体四烯丙基醚（PPTE）,与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）、丙烯酰胺（AM）为原料,通过自由基聚合反应合成一种基于季戊四醇的超支化降滤失剂PPAAN-1。在正交实验的基础上,进一步考虑四烯丙基醚加量对降滤失剂的表观黏度的影响,最终确认了降滤失剂PPAAN-1的最佳合成条件:PPTE加量为17%、AMPS∶AM∶NVP=2∶6∶1、反应温度为55 ℃、引发剂（AIBN）为0.2%。在室内评价其降滤失效果、流变性能、热稳定性能以及其对滤饼质量的影响。实验结果表明,与国外降滤失剂Driscal D和DrisTemp相比,降滤失剂PPAAN-1对钻井液流变性能影响小,同时拥有良好的热稳定性能以及降滤失效果,其热降解温度高达302.29 ℃,在30%氯化钠盐水浆（1%PPAAN-1）中的API滤失量（220 ℃老化后）为9.8 mL、高温高压滤失量（150 ℃）为18.5 mL;在高温高矿化度的条件下降滤失剂PPAAN-1可形成网状结构,并吸附在黏土表面,提高钻井液中黏土颗粒粒径的分布范围,从而形成致密的泥饼,以达到降滤失的目的。      

基于活性泥岩的聚合物钻井液絮凝剂评价方法

在行业标准基础上,考察了氯化钠组分对絮凝剂表观黏度、热滚回收率、絮凝速度、絮凝现象的影响.以钻采现场取回的细目泥岩钻屑替代了行业标准中的高岭土为沉降介质,评价了絮凝剂的絮凝效果.实验结果表明:氯化钠的存在增大了絮凝剂X010和X812的表观黏度,降低了絮凝剂X414、X812、WJX的热滚回收率,提高BIOCAP的絮凝...     

超支化多糖聚合物凝胶体系研究及性能评价

针对伊拉克艾哈代布(AHDEB)油藏高矿化度(8×10~4 mg/L)及水平井的特点,研制了一种以超支化多糖聚合物(CDT)为主剂、酚醛(FQ)为交联剂、硫脲(LN)和Na_2SO_3(NS)为助剂的凝胶体系,并利用岩心物理模拟实验对其调剖性能进行了评价。实验结果表明:该凝胶体系成胶时间及成胶强度可控,成胶时间3~7d、成胶强度达D~F级。用于AHDBE油田的最佳配方是:CDT 2 250mg/L+FQ0.8%+NS 250mg/L+LN 100mg/L。该凝胶体系具有较好的注入性及封堵性,封堵率能达到98%以上;且用渗透率级差为28.52和74.23的两组人造岩心进行剖面改善实验后,高低渗透层的吸水剖面得到了明显的改善,且对低渗透层伤害率低。该调剖剂能满足高矿化度油藏深部调剖的需求。     

疏水缔合阳离子型高分子絮凝剂合成与表征

以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)疏水单体乙酸乙烯酯(VAM)为原料,在过硫酸钾-亚硫酸氢钠引发剂存在下,通过水溶液自由基胶束共聚合法合成了新型疏水缔合阳离子型水溶性高分子絮凝剂P(AM-DMDAAC-VAM)。通过单因素实验考察了各因素对聚合物特性黏数的影响,结果表明:在单体总质量分数为30%,反应温度70℃,引发剂用量1.2%(占单体总质量分数),pH值7,反应时间8h的条件下,共聚物特性黏数达到1.263L/g,产物结构经过红外光谱进行了确证。     

抗高温有机硅降滤失剂的合成与作用机理研究

采用自由基聚合方法,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N-(3-三乙氧基甲硅氧烷基)丙基丙烯酰胺(APTS)为原料制备了有机硅耐温降滤失剂AM/AMPS/NVP/APTS。使用FT-IR光谱表征了分子结构,评价了其钻井液性能。结果表明,随着AM/AMPS/NVP/APTS质量分数的升高,180℃老化16h后的淡水钻井液的常温中压滤失量(FLAPI)和高温高压滤失量(FLHTHP)随之减小。当AM/AMPS/NVP/APTS的质量分数为0.6%时,即可将FLAPI维持在9.2 mL,FLHTHP维持在14.2mL。加入1.0%AM/AMPS/NVP/APTS的淡水钻井液老化后的滤失量,随着温度的升高(150～220℃)而增大(FLAPI:7.8～19.8mL;FLHTHP:13.5～56.7mL),抗温可达200℃。通过测定淡水钻井液中有机硅共聚物的颗粒粒度、吸附量和Zeta电位,分析了该有机硅降滤失剂的作用机理。     

钾钙基沥青树脂两性离子聚合物重钻井液的研究与应用

试验中,筛选出两性离子型抑制性降粘聚合物XY27做为核心聚合物,并加入弱分散剂、封堵剂、防卡剂、加重剂等成分,配制成钾钙基沥青树脂两性离子聚合物重钻井液,应用于4500~5500m直井和定向井中。应用中表现出了较好的流变性、抑制性、防粘卡效果、高温稳定性和较强的剪切稀释性、滤失造壁性、防塌能力和抗可溶性盐类污染能力。钻井液密度高达1.96g/cm3,机械钻速提高18%。     

两性离子聚合物钻井液降滤失剂PADAM的合成研究

利用正交实验设计,以氧化还原体系为引发剂,采用水溶液聚合,合成了两性离子四元共聚物：聚丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵-2-丙烯酰胺基 -2-甲基丙磺酸钠-甲基丙烯酸（PADAM）。研究了反应条件（单体浓度,引发剂,反应时间,单体配比等）对产品分子量及性能的影响;采用红外光谱法表征了产品的分子结构;评价了共聚产品在钻井液中的降失水性和抑制性。实验表明,文中所研究的产物中具有一定分子参数的共聚产品耐盐、耐温性好,具有较强的降失水能力和抑制性,是一种集降失水和抑制性为一体的新型钻井液用两性离子聚合物降滤失剂。     

光引发合成阳离子聚丙烯酰胺及其性能研究

实验以光引发聚合方式,研究了丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)共聚反应合成阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的优化工艺条件.结果表明:在吐温-80添加量为1%,单体总质量分数为32%,n(DMC)∶n(AM)=1∶5,pH=5.5,光引发剂用量40 μL,引发时间0.5 h,反应温度20℃条件下,合成的...     

含氨基磁性高分子微球的制备与表征

报道了甲基丙烯酸缩水甘油酯-甲基丙烯酸甲酯-二苯乙烯磁性高分子微球的制备与表征。采用共沉淀法制备了磁流体,并进行了双层表面活性剂改性。以改性后的Fe3O4磁流体为核心,通过开环反应、共聚等方法制备了含有氨基的磁性微球。通过扫描电镜观察磁性微球的形貌。微球的热重分析可以表明磁性微球具有较好的热稳定性。红外光谱测试说明微球表面含有氨基基团。X射线对Fe3O4及磁性微球分别表征,证明Fe3O4结构没有变化。     

高强度吸水树脂的合成及性能评价

吸水树脂作为调剖剂,在地层中吸水膨胀,封堵大孔道,起到调整吸水剖面,提高采油效率的目的。采用水溶液聚合法,以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为聚合单体,聚乙二醇双丙烯酰胺为交联剂合成高强度吸水树脂。讨论了交联剂的用量、单体浓度为、单体比例、引发剂用量和聚合反应温度对吸水树脂性能的影响。吸水树脂吸盐水后强度最高的反应条件为:聚乙二醇(PEG)的相对分子质量为400,交联剂用量为4%,单体浓度为40%,n(AM)∶n(AA)=2.5,引发剂用量为0.04%,n(氧化剂)∶n(还原剂)=1,聚合温度为30～35℃。最优化条件下吸盐水率可达86g/g。     

聚丙烯酸钠存在下Pt纳米粒子的合成和表征

在实验室以聚丙烯酸钠为稳定剂,用H2还原K2PtCl4溶液的方法合成了Pt纳米粒子。考察了合成条件如陈化时间、还原温度、聚合物与Pt2 的摩尔比及溶液pH值对Pt纳米粒子大小和形状的影响。试验结果表明,将K2PtCl4溶液陈化24 h,在45℃的还原温度下,将聚合物与Pt2 的摩尔比和溶液pH值分别控制在5:1和9.5对形成小粒子和四面体有利,所得粒子的粒径有90％集中在2-4 nm之间,有72％左右的粒子呈四面体型。     

活性疏水单体辛基苯乙烯的合成及结构表征

以正辛基苯为起始原料,通过傅克酰化、负氢转移还原、醇脱水成烯三步反应制备正辛基苯乙烯活性疏水单体。对正辛基苯乙酮反应条件是:无水三氯化铝/乙酸酐/正辛基苯(摩尔比)=3∶2∶1,25℃反应5h,起始反应时,反应物在0℃溶于二氯甲烷。对正辛基苯甲醇反应条件是:对正辛基苯乙酮/硼氢化钠(摩尔比)=1∶3,60℃反应2h,起始反应单体在0℃溶于甲醇。对正辛基苯乙烯反应条件是:1-甲基对正辛基苯甲醇/对甲基苯磺酸一水合物(摩尔比)=1∶2,逐渐加热至160℃,起始反应单体溶于甲苯。