反相乳液法制备P(AM-AA-AMPS)聚合物微球

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,Span-80和Tween-80作为复合乳化剂,用过硫酸铵为引发剂,通过反相乳液聚合法制备了交联P(AM-AAAMPS)微球。分别采用红外光谱仪进行结构表征,扫描电镜观察微球形貌,激光粒度分析仪分析微球粒度,光学显微镜观察微球在水中的分散性。     

AM/SAMPS反相乳液聚合动力学

采用过硫酸铵 (NH4 ) 2 S2 O8为引发剂 ,失水山梨醇酐单油酸酯 (Span -80 )为乳化剂 ,研究了丙烯酰胺 (AM )与2 -丙烯酰胺基 -2 -甲基丙磺酸钠 (SAMPS)反相乳液聚合的反应动力学。得到如下动力学表达式 :Rp∝ [(NH4 ) 2 S2 O8]0 .4 8[SAMPS]0 .62 [AM ]1.18[Span -80 ]- 0 .70聚合反应起始阶段和自动加速阶段的活化能分别为 55kJ·mol- 1和 32kJ·mol- 1。讨论了引发与成核机理。     

丙烯酰胺-丙烯酸钠反相微乳液共聚合

采用电导率法及Tyndall效应研究了白油／(Span80 Tween60)／(丙烯酰胺 丙烯酸钠)水溶液体系，得到了一系列反相微乳液的拟三元相图。在40℃下，可以得到最大水相增溶量的HLB值为8．5，此时，单体丙烯酰胺-丙烯酸钠占油水两相的质量分数为20％。在反相微乳液中进行了丙烯酰胺-丙烯酸钠的聚合反应，考察了引发体系对产物HPAM相对分子质量的影响，得知(NH4)2S2O8-SO2为较好的引发体系。应用动态光散射和扫描电子显微镜(SEM)表征微乳液，得到微乳液中聚合物的平均粒径约60nm，而水溶液中聚合物的平均粒径为几百nm。     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物合成的逐级放大及其性能的研究

采用水溶液聚合法,选用(NH4)2S2O8-NaHSO3为氧化-还原引发体系,以乙二胺四乙酸二钠、尿素为助剂,进行了丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS)共聚物合成的逐级放大实验,考察了共聚反应的放大效应及其对共聚物溶液表观黏度的影响。实验结果表明,从0.2 L小试放大到5 L模试时存在一定的放大效应,所得共聚物溶液的表观黏度降低约3.0 mPa.s,从5 L模试放大至50 L模试和1 m3中试时放大效应不明显;在95℃、矿化度为10 000 mg/L的模拟油藏盐水中,AM/AMPS共聚物具有优异的增黏性、耐温抗盐性和抗Ca2+性能,明显优于进口产品;在95℃、45 d的老化性能测试中,AM/AMPS共聚物溶液具有较高的黏度保留率,达到122.5%。     

耐温抗盐驱油共聚物的合成

用胶束聚合方法,将丙烯酰胺(AM)与疏水单体N-正辛基丙烯酰胺(C_8AM)、极性阴离子单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)进行共聚,合成了AM-C_8AM-AMPS疏水性缔合三元共聚物作为驱油剂,命名为KYP。研究了十二烷基硫酸钠的质量分数、引发温度、单体的摩尔分数、尿素的浓度对聚合物溶液(ρ=1 mg/L)在总矿化度为6.5 g/L的模拟盐水中表观粘度的影响。结果表明:C_8AM和AMPS的摩尔分数分别为0.7％和20％、引发温度为11℃、尿素的浓度为0.2 mmol/L时,合成的KYP具有很好的增粘效果。     

AA/HPA/AMPS钠盐共聚物的制备及其分散性能

以过硫酸铵(APS)为引发剂,以丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,通过水溶液自由基聚合制备了AA/HPA/AMPS钠盐三元共聚物,用FTIR、1H NMR和静态激光光散射对共聚物的结构及其相对分子质量进行了表征。正交实验结果表明,在n(AA)∶n(HPA)∶n(AMPS)=3∶1∶1.6、w(APS)=15%、w(异丙醇)=15%、80℃下合成的聚合物(PAPA-10)对TiO2的分散效果较好。同时考察了悬浮液pH和聚合物剂量对分散TiO2的影响,实验结果表明,PAPA-10具有较好的抗酸碱能力,在pH=4¹3时TiO2悬浮率均在90%左右;PAPA-10剂量为0.010 g时TiO2悬浮率为92.8%。聚合物间的静电斥力及空间位阻作用使TiO2颗粒间的团聚现象减弱,TiO2颗粒的粒径减小,悬浮率提高。     

乳液型压裂液降阻剂的合成及其性能

采用反相乳液聚合法,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,过硫酸钠/亚硫酸钠为引发剂,失水山梨醇油酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚为乳化剂,合成滑溜水压裂液用乳液型降阻剂;考察乳化剂和引发剂的用量、反应温度对单体转化率及产物性能的影响;采用FTIR和13C NMR等方法对产物进行表征。表征结果显示,产物为P(AM-AA-AMPS),黏均相对分子质量大于1×107。实验结果表明,合成降阻剂的适宜条件为:反应温度25℃、乳化剂用量3%(w)(基于乳液的质量)、引发剂用量0.025%(w)(基于单体的总质量),在此条件下单体转化率可达99.9%,乳液黏度为650 m Pa s,乳液固含量为35%(w);在清水中加入0.10%(w)的降阻剂,降阻率达到61.5%,剪切5 min时降阻率仅降至60.6%,且具有良好的抗剪切能力。     

搅拌器对丙烯酰胺/丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸相转变-反相乳液聚合的影响

通过相转变法制备了丙烯酰胺(AM)/丙烯酸(AA)/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)水溶液-煤油乳液,再对该乳液进行反相乳液聚合得到AM/AA/AMPS聚合物乳液,利用显微镜、黏度计等考察了双叶弯叶桨(A)、三叶折叶桨(B)、四叶平直桨(C)、锚式(D)和框式(E)搅拌器对相转变-反相乳液聚合体系的散热和聚合物乳液性能的影响。实验结果表明,不同搅拌器下聚合体系达到的最高温度的高低顺序为:ACEBD。不同搅拌器所得聚合物乳液的黏度大小顺序为:ACEBD;Mn的大小顺序为:ACEBD。搅拌器的散热能力越差,聚合物乳液的相对分子质量分布越宽。双叶弯叶桨搅拌器更适于相转变-反相乳液聚合,所得聚合物乳液的静置稳定时间大于90 d。     

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...     

液体封窜剂的制备与性能评价

针对塔河油田固井水泥环的窜漏治理问题,用甲醛与苯酚合成了酚醛预聚体,将其与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺二元共聚物(AM-AMPS)混合制得液体封窜剂。通过红外光谱仪和质谱仪对酚醛预聚体的结构进行了表征,研究了AM-AMPS与酚醛预聚体加量、温度对封窜剂固化的影响,评价了封窜剂的稳定性。结果表明,在甲醛与苯酚摩尔比为2.8∶1、体系pH值为8数10时,合成的酚醛预聚体为2数3聚合度的甲阶酚醛树脂,其中羟甲基甲醛含量为36.1%、游离甲醛含量为0.03%。适量的聚合物AM-AMPS可增加酚醛预聚体与套管壁的胶结能力,提高封窜剂的突破压力梯度。封窜剂(0.5%AM-AMPS+40%酚醛预聚体)在140℃下以固化反应为主体反应,固化后的突破压力梯度为150.6 MPa/m,固化时间为37 min。封窜剂固化后的强度随酚醛预聚体加量的增大而增加,随温度的变化较小。温度是影响封窜剂固化时间的主要因素。封窜剂在高温(90数140℃)、高盐(100数240 g/L)下的稳定性较好,可用于塔河油田封窜堵漏。     

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。     

高效液相色谱法测定AMPS/AM二元共聚物中残余微量单体含量

建立了一种同时测定2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)/丙烯酰胺(AM)二元共聚物中残余单体AMPS和AM含量的HPLC法;为降低试样的黏性,以异丙醇-乙醇的混合液为提取剂,将AMPS和AM从AMPS/AM二元共聚物的水溶液中提取出来;同时考察了波长和流动相配比对AMPS和AM分离效果的影响,得到了最佳色谱分析条件。实验结果表明,适宜的色谱分析条件为:采用ZORBAX SB-C18(4.0 mm×50 mm)液相色谱柱,以体积比为85∶15的甲醇-水混合液为流动相,流动相流量1.0 mL/min,检测波长220 nm,柱温27℃,进样量6μL;建立了AMPS/AM二元共聚物中残余单体AMPS和AM的标准工作曲线,二者的线性相关系数均大于0.999 5,回收率为97.50%～100.62%,相对标准偏差为0.435 7%～1.298 1%。该方法具有操作简便、分析速度快、分离效果好、灵敏、准确高等优点,可满足测试要求。     

耐温抗盐降滤失剂P(AA-AMPS-AM)/nano-SiO_2的合成及性能

采用自由基水溶液聚合法,以纳米二氧化硅(nano-SiO2)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等单体为主要原料,合成了四元共聚物降滤失剂P(AA-AMPS-AM)/nano-SiO2;采用FTIR法表征了该降滤失剂的组成,并评价了它的降滤失性效果、抗盐、抗钙和抑制性等性能,同时考察了该降滤失剂与其他处理剂的配伍性。实验结果表明,该降滤失剂具有良好的耐温抗盐降滤失性能,同时具有良好的抑制性能;与常用处理剂配伍性好,可在水基钻井液体系中显著降低其高温高压滤失量,所形成的饱和盐水钻井液体系在密度2.37 g/cm3下的高温高压滤失量仅为20.0 mL,满足高温下控制钻井液性能的需求。     

微波辐射羧甲基纤维素接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸制备高吸水性树脂

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂、过硫酸氨(APS)为引发剂,采用微波辐射法在羧甲基纤维素钠(CMC)上接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成了耐盐高吸水性树脂P(AMPS/CMC);考察了微波功率(P)、辐射时间(t)、CMC用量、NMBA用量、APS用量、AMPS的中和度(N)对树脂吸水倍率的影响;采用FTIR,SEM,TG等手段对树脂进行了表征。实验结果表明,在最佳合成条件(m(NMBA)∶m(APS)∶m(CMC)∶m(AMPS)=0.5∶2∶5∶100,P=195W,t=3.15 min,N(AMPS)=45%,w(CMC+AMPS)=30%)下合成的P(AMPS/CMC),在离子强度为0.154 mol/L的NaCl,CaCl2,AlCl3溶液和去离子水中的吸水倍率分别为126,63,20,1 345 g/g。该树脂具有较好的层状结构和热稳定性(主分解温度在250℃以上),CMC的加入有利于提高树脂的热稳定性和耐盐性能。     

抗高温油井水泥降失水剂的合成及性能评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)合成了三元共聚物油井水泥降失水剂,考察了单体质量分数、单体配比对聚合物降失水性能的影响。在75℃、6.9MPa下,含三元共聚物的水泥浆失水量随单体质量分数的增加先降低后增加,随AMPS加量的增加而增大,随NVP加量的增加变化较小。最佳合成条件为:单体质量分数12%,AM、AMPS、NVP摩尔比8.5:1.0:0.5,反应温度70℃,反应时间5 h,引发剂加量0.7%,pH值为12。当降失水剂加量为4.2%时,水泥浆在160℃时的失水量为60mL,浆体的初始稠度为14 Bc,稳定性好,水泥石强度发展快。     

大豆分离蛋白与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的接枝共聚

以亲水2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为接枝单体、过硫酸铵(APS)为引发剂、β-巯基乙醇(ME)为大豆分离蛋白(SPI)的变性剂,在8mol/L的尿素溶液中对SPI进行接枝共聚改性。核磁共振表征结果证实,接枝产物为SPI-g-PAMPS(聚AMPS)。考察了APS浓度、ME浓度和AMPS浓度对接枝率的影响,较佳的接枝条件为:c(APS)=40mmol/L、c(ME)=171mmol/L、c(AMPS)=281mmol/L。用激光光散射仪和Zeta电位仪测定了SPI和SPI-g-PAMPS的溶液性能,实验结果表明,SPI-g-PAMPS胶粒的流体力学半径显著减小,在水相体系中的分散稳定性明显改善;SPI-g-PAMPS溶液的Zeta电位较SPI体系低,可提高SPI溶液的稳定性。     

丙烯酰胺类反相微乳液聚合研究及应用进展

分析总结了丙烯酰胺类反相微乳液聚合的基本理论和工艺方法,介绍了国内外聚丙烯酰胺类水凝胶微球在调剖堵水和驱油中的应用现状,指出了该研究领域存在的问题和当前的研究热点.     

反相微乳液聚合合成金属离子印迹吸附树脂及其性能的研究

以十二烷基硫酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚为复合表面活性剂、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、丙烯酸镉为活性单体、环己烷为油相、过硫酸铵为引发剂,采用反相微乳液聚合法合成了金属离子印迹吸附树脂(简称吸附树脂)。采用原子吸收光谱仪对吸附树脂吸附金属离子的性能进行了测定,采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和热重分析对吸附树脂的结构和热稳定性进行了表征。表征结果显示,随交联剂含量的增加,吸附树脂的微孔尺寸变小,形成的孔结构较致密,吸附树脂的热稳定性有所提高;吸附树脂对镉离子的吸附和解吸速率均较快,有利于吸附树脂的循环使用;吸附树脂为丙烯酸盐与N,N′-甲基双丙烯酰胺的共聚物;吸附树脂的颗粒表面凹凸不平,微孔多但孔隙不均匀。