一种缔合型增稠剂的合成与性能研究

传统的碱溶性丙烯酸增稠剂的流变性能及耐盐性不够理想。以丙烯酸乙酯(EA)、甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,反应型表面活性剂为功能单体,采用乳液聚合的方法合成了一种缔合型乳液增稠剂。讨论了反应型表面活性剂用量对增稠剂性能的影响,并将该增稠剂与非缔合型增稠剂进行比较,其增稠性能、耐电解质性能明显优于非缔合型增稠剂。结果表明:通过在丙烯酸酯共聚物的分子链上引入疏水基团,使增稠剂分子之间形成缔结结构,可以改善增稠剂的耐电解质性能和流变性能。     

疏水缔合水溶性聚合物在油田领域研究进展

疏水缔合水溶性聚合物是一类分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物。由于疏水基的作用使溶液具有特别的流变性能,在油田开采领域有巨大应用价值。本文从疏水缔合聚合物在界面的吸附行为和疏水缔合聚合物的疏水基类型及含量、分子量、温度、表面活性剂浓度等因素对流变性能的影响两方面综述了研究进展。综述了疏水缔合水溶性聚合物在调剖堵水、酸处理、钻井和完井、聚合物驱油、油田污水处理、减阻剂等方面的潜在应用价值和已经取得的实际进展,展望了今后的研究方向。     

疏水缔合水溶性聚合物P(AM/NaAA/DiAC14)的合成与性能

以双烯丙基胺和1-溴代十四烷为原料成了疏水单体N,N-双烯丙基-N-十四烷基胺(DiAC14);采取前加碱二元胶束共聚-共水解法合成了疏水缔合丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-双烯丙基-N-十四烷基胺共聚物[P(AM/NaAA/DiAC14)],研究了其在水溶液中的缔合行为.结果表明P(AM/NaAA/DiAC14)缔合行为取决于其Mη的大小、疏水单体摩尔分数及其嵌段长度和分布.     

兼有离子和疏水缔合两种结构特性的聚丙烯酰胺的缔合性能

合成了新型的表面活性单体二甲基十四烷基（2-丙烯酰胺基丙基）溴化铵（DTAB）,并将该单体与丙烯酰胺在水溶液中自由基均相共聚得到了兼具离子基团和疏水基团的阳离子疏水缔合丙烯酰胺共聚物p(DTAB-co-AM)。通过表观黏度法和芘荧光探针法研究了DTAB含量、NaCl、十二烷基硫酸钠（SDS）和十六烷基三甲基氯化铵（CTAB）对共聚物缔合性能的影响。结果表明：当DTAB含量为0.3%(摩尔)时,共聚物呈盐增黏特性,在1%（质量）的盐溶液中,其临界缔合浓度由纯水中的0.15 g·dL^-1降至0.11 g·dL^-1;当DTAB含量小于0.3%（摩尔）时,仅在浓度大于5%（质量）的盐溶液中具有盐增黏特性。该共聚物与SDS作用,在疏水缔合和静电吸引两种作用下,缔合后体系的黏度最大可增加136倍,由缔合前的12 mPa·s增加到1634 mPa·s,而与CTAB作用,由于只有疏水缔合作用,缔合强度较弱黏度增加不大。     

疏水缔合改性丙烯酰胺共聚物的合成

采用自由基胶束聚合法合成了丙烯酰胺（AM）/丁基苯乙烯（BS）/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸钠（NaAMPS）疏水缔合水溶性共聚物PASA,PASA避免了目前疏水缔合聚合物溶液热稳定性差的问题.研究得到了适宜的反应条件,包括NaAMPS、BS和引发剂加量相对于单体总量的摩尔分数分别为10%、2.5%和0.07%,总单体在水里的质量分数为10%,SDS在水里的质量分数为6.0%,反应温度50℃,pH=6～7,反应时间12 h.采用以上反应条件得到PASA的临界缔合质量浓度为0.05 g·dL^-1,对应的水溶液表观黏度为283 mPa·s,质量浓度为0.1 g·dL^-1的水溶液表观黏度为1020 mPa·s.采用元素分析、UV、FT-IR和¹HNMR证实了共聚物的分子结构;DSC分析表明了共聚物分子链中存在疏水嵌段.     

疏水缔合物在粘表面吸附特性的研究

目前国内外围绕疏水缔合水溶性共聚物的研究主要集中在其分子结构,合成以及溶液性能等方面,而有关疏水缔合水溶性共聚物与粘土相互作用的研究非常少。本实验主要研究疏水缔合水溶性共聚物在蒙脱土上的吸附规律。研究影响吸附的因素有疏水缔合水溶性共聚物的浓度、无机盐的浓度、pH值、温度等。     

耐温疏水缔合聚合高分子制备及流变性能研究

以丙烯酰胺(AM)?2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,引入长链疏水单体DAB和刚性疏水单体Ars,采用自由基水溶液聚合得到耐温型疏水缔合聚合高分子PAS,使用红外光谱仪和扫描电镜表征PAS分子结构并观察分子链的聚集状态,使用热重仪测试聚合高分子的耐热性,RS6000流变仪测试PAS的流变性能并与常规疏水缔...     

超临界二氧化碳中乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸的合成及溶液性质

在超临界二氧化碳介质中,通过自由基沉淀聚合反应合成了一系列不同乙烯基三乙氧基硅烷（VTEOS）、丙烯酸十八酯（ODA）含量的丙烯酸疏水缔合丙烯酸聚合物。采用扫描电镜、红外光谱、滴定法和旋转黏度计对共聚物的形貌、组成及溶液性质进行了表征。实验结果表明共聚物形貌是由直径小于1 μm左右的球形颗粒组成。在疏水单体含量小于1%(mol)时,VTEOS疏水改性聚合物的黏度大于ODA疏水改性聚合物的黏度。在VTEOS含量为0.2%(mol)时,通过硅氧烷间化学反应,硅氧烷改性丙烯酸聚合物溶液黏度达到2400 mPa·s。     

疏水缔合型聚丙烯酰胺的研究进展

疏水缔合型聚丙烯酰胺（HAPAM）是疏水缔合水溶性聚合物（HAWSP）中研究最多的一种,它可以通过共聚反应在聚丙烯酰胺中引人少量疏水基团而得到。由于疏水基团的憎水作用,共聚物水溶液中产生分子间缔合作用,从而具有独特的流变性能。在石油开采、污泥处理、涂料工业及生物医学等方面具有良好的应用前景。综述了国内外学者在HAPAM的合成、性质和应用等方面的研究进展,并对其发展前景进行了展望。     

一种具有表面活性的双尾疏水缔合丙烯酰胺共聚物

文章以自制双尾疏水丙烯酰胺单体丙烯酰胺(N-苄基-N-辛基丙烯酰胺,N-benzyl-N-octylacrylamide,BOAM)和表面活性单体(辛基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯,OP-10-AC)与丙烯酰胺(acrylamide,AM)水溶液共聚合成新型疏水缔合共聚物(AM-Na A-OP10AC-BOAM)。实验结果表明,当聚合物浓度大600mg/L时,表观黏度迅速增加,表现出明显的缔合行为;共聚合物溶液具有良好的黏弹性和表面活性,SEM扫描电镜照片显示共聚物溶液中存在网状的缔合微观形貌特征。     

疏水缔合两亲共聚物的溶液性质及其在天然气水合物压裂中的应用

本文合成了新型疏水缔合两亲共聚物，并对其在溶液中的聚集行为和流变特性进行探究。结果表明：随着两亲单体含量的增加，共聚物表现出更低的临界缔合浓度(CAC)，可形成更大聚集数的聚集体，在25℃，剪切速率170 s^-1下，0.5%共聚物HPAE10-1溶液黏度达205 m Pa·s；触变实验表明疏水缔合作用形成了可逆的网状结构，这种网状结构使共聚物溶液具备了优异的黏弹性能，高频时表现出较高的储能模量和损耗模量；探索了HPAE10-1/有机锆组成的压裂液体系在天然气水合物压裂中的应用性能，发现其对不同粒径的支撑剂都具有良好的悬浮效果、有较低的滤失量，加入破胶剂后在125 min内可使压裂液黏度降低到5 m Pa·s。     

壳聚糖改性疏水缔合聚丙烯酰胺的制备及表征

为了改善疏水缔合聚丙烯酰胺的溶解性以及溶液稳定性，本文采用巯基壳聚糖对疏水缔合聚丙烯酰胺进行改性，红外表征结果说明巯基壳聚糖连接到了聚丙烯酰胺分子链上。对影响壳聚糖改性实验的因素进行分析，实验结果说明，壳聚糖中巯基含量增大、壳聚糖加入量增大以及改性反应温度升高都会造成聚合物分子量降低，当改性反应的反应温度不高于35℃、添加壳聚糖质量不高于单体质量的3%时，得到的改性聚合物分子量满足现场使用要求。对改性聚合物的溶解性及溶液稳定性进行了评价，结果表明，壳聚糖中巯基含量增大及壳聚糖加入量增大对聚合物溶解性及溶液稳定性有明显的改善，聚合物的溶解时间由改性前的150min最多缩短至20min，聚合物溶液黏度保留率由改性前的60%最多提高到90%以上，壳聚糖改性有望弥补疏水缔合聚合物现场使用中的一些不足。     

AM/AMPS/SMA三元共聚物的合成及其性能研究

采用自由基胶束聚合法制备了丙烯酰胺/甲基丙烯酸十八酯/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸三元疏水缔合共聚物(HAPAM),系统研究了HAPAM水溶液的流变行为。结果表明,在聚丙烯酰胺大分子主链上引入阴离子基团和疏水基团后。阴离子的电粘效应与疏水基团的疏水缔合作用相互协同作用,使得共聚物水溶液的粘度明显提高;盐溶液对疏水缔合作用的增强效应与阴离子基团的耐盐性相互结合,使HAPAM水溶液的抗盐性能得以明显提高;HAPAM在水溶液中可以有效的形成大量疏水微区,因而具有较好的耐温耐盐和增粘性能。     

丙烯酰胺/丁基苯乙烯共聚物组成的非均匀性

以疏水缔合效应强于苯乙烯的丁基苯乙烯(BST)为疏水单体,采用自由基胶束共聚合方法合成了丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BST)疏水缔合水溶性共聚物(简称:PSAM)。采用元素分析测定PSAM的组成,通过直线截距斜率法得到AM和BST的竞聚率分别为0.76和8.55,说明BST的均聚反应活性较大,导致了BST疏水链段在共聚物分子中的分布存在着非均匀性,而且随着共聚合转化率的增加,这种共聚物组成的非均匀性对共聚物的增粘性能有很大的影响。当Cp=0.3 g/dL时,共聚合转化率分别为20.27%和89.07%的共聚物的溶液表观粘度分别为1283 mPa.s和296mPa.s。     

改性聚丙烯酰胺水溶液的疏水缔合性质

合成了一种疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺共聚物，使用荧光光谱法并结合紫外及流变性实验，对制备的疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺共聚物在水溶液中形成疏水微区、超分子聚集体及空间网络结构进行了研究，并用扫描电子显微镜证实了溶液中网络结构的存在．     

疏水缔合型聚丙烯酰胺驱油剂的合成与性能评价

针对聚丙烯酰胺的研究现状及其应用中存在的问题,研制出一种抗温、抗盐性能较强,具有一定增粘性能的新型疏水缔合水溶性聚合物。本文通过较为简易的酸醇直接酯化法合成了一种丙烯酸正辛酯,确定了最适宜的合成条件;将该疏水单体与丙烯酰胺采用胶束共聚法合成了一种新型疏水缔合水溶性聚合物,考察了聚合物浓度、盐及温度等对疏水缔合共聚物溶液表观粘度的影响,实验结果表明,合成的聚合物具有良好的耐温抗盐性能。     

微乳液聚合法AM-SMA疏水缔合聚合物的研究

通过甲基丙烯酸十八酯(SMA)与丙烯酰胺(AM)微乳液聚合合成了疏水缔合聚合物,采用红外光谱(FTIR)表征了疏水缔合聚合物的结构,考察了SMA含量、AM含量、聚合物浓度、NaCl浓度以及剪切速率对疏水缔合聚合物溶液表观粘度的影响。结果表明聚合物水溶液临界缔合浓度为0.6g/dL,疏水缔合聚合物表现出较强的盐增粘效应和抗盐性;12%SMA的疏水缔合聚合物水溶液表现出剪切增粘和假塑性流体行为,FTIR谱图初步证实疏水缔合聚合物的结构。     

疏水单体含量对疏水缔合聚合物渗流特性的影响

利用串联平板夹砂渗流模型,研究了同粘度疏水缔合聚合物溶液在均质模型下的渗流特性。结果表明,在渗透率1.1~6.1μm2范围内,疏水缔合聚合物溶液在平板渗流模型中压力达到稳定的时间与疏水单体含量成正比;相同渗透率下,缔合聚合物在传播方向上的阻力系数和残余阻力系数呈增加趋势,且增加幅度与疏水单体含量成正比,而聚丙烯酰胺在介质中的渗流特性是不变的。采用微孔滤膜过滤方法,证明了疏水单体含量对渗流特性的影响在于其改变了溶液中聚集体尺寸。     

疏水单体含量对疏水缔合聚合物渗流特性的影响

利用串联平板夹砂渗流模型,研究了同粘度疏水缔合聚合物溶液在均质模型下的渗流特性。结果表明,在渗透率1.1⁶.1μm2范围内,疏水缔合聚合物溶液在平板渗流模型中压力达到稳定的时间与疏水单体含量成正比;相同渗透率下,缔合聚合物在传播方向上的阻力系数和残余阻力系数呈增加趋势,且增加幅度与疏水单体含量成正比,而聚丙烯酰胺在介质中的渗流特性是不变的。采用微孔滤膜过滤方法,证明了疏水单体含量对渗流特性的影响在于其改变了溶液中聚集体尺寸。     

疏水缔合水溶性聚合物的合成与表征

综述了疏水缔合型水溶性聚合物合成与表征方法，介绍了在合成过程中提高油溶性单体和水溶性单体混溶性的方法，简述了疏水物质含量的核磁共振、紫外光谱、裂解气相色谱等测定方法。