含有吗啉基的耐温抗盐聚合物合成及性能

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-丙烯酰吗啉为单体,偶氮二异丁脒盐酸盐为引发剂,去离子水为溶剂,通过自由基聚合,制备了一种三元共聚物,该聚合物具有良好的增黏和耐温抗盐性能。在常规丙烯酰胺类聚合物基础上引入吗啉基团,一方面利用吗啉的环状结构,增强分子的刚性,提升聚合物在高温高盐下的黏度,另一方面利用吗啉基单元良好的抑制水解能力,提升聚合物老化稳定性能。通过单因素实验,考察了单体比例、单体质量分数、引发剂用量、反应时间对于产物增黏性能的影响,得到了最优的聚合条件,评价了聚合物的抗盐和抗老化性能。结果表明:聚合物的耐盐性能优良,在110℃下老化20d后的黏度为12.6 mPa·s,展现出良好的抗老化性能。     

丙烯酰胺黄原胶接枝共聚物水溶液粘性行为研究

以丙烯酰胺（AM）、黄原胶（XG）为主要原料,硝酸铈铵（CAN）为引发剂,合成了丙烯酰胺黄原胶接枝共聚物（XGA）,研究了无机盐（NaCl、CaCl2、MgCl2）浓度、温度、老化时间和剪切速率等因素对XGA溶液黏性行为的影响。结果表明,XGA具有与XG相同的优良的耐盐性能,XGA溶液的黏度在高温（85℃）下具有更好的时间稳定性;XG和XGA溶液的流变曲线均表现为宾汉流体的流变行为,当剪切速率由最大值逐渐减小时,溶液黏度逐渐恢复,但与初始黏度相比存在滞后现象。     

聚合物驱油体系高效络合剂的开发

伴随着科学技术的快速发展,各行各业都有了长足的进步。在我们国家的经济发展之中,离不开对于一些能源的使用,诸如电力能源、天然气能源、石油能源等等,特别的是在石油能源的使用方面,其是一个国家发展的基础,如果石油资源一旦缺乏,那么国家的发展会受到沉重的打击。在对于聚合物驱油体系高效络合物的研究中,由于有一些水解丙烯酰胺在高矿化度的条件下增黏的性能有所降低,使用相关的方法进行实验,进行相应的络合剂的筛选,在10种络合剂中,氨基三甲叉膦酸与羟基乙叉二膦酸对部分水解聚丙烯酰胺具有很好的增黏效果,增黏率可以达到30%上下。经过多方面因素的考量,诸如增黏效果、稳黏效果等等,要把10种络合剂进行复配,Ⅰ型复配络合剂有着非常高的初始黏度提升,Ⅱ型复配络合剂有着非常显著的黏度稳定性的提升。通过和没有加入络合剂的聚合物溶液进行比较可以发现,有着络合剂添加的聚合物溶液分子线团尺寸更大,黏弹性更好,阻力系数与残余阻力系数更大,整体的驱油效果更好。对于聚合物驱油体系高效络合剂研究,有着非常重要的作用。     

含N-羟甲基丙烯酰胺四元共聚物的合成及pH响应可控交联研究

针对目前交联剂加聚合物复配在现场使用中存在的化学吸附及色谱分离等问题,以N-羟甲基丙烯酰胺(NHMAM)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPSNa)为共聚单体,通过水溶液共聚合合成了一种四元共聚物,对产品的结构进行了表征。研究了体系pH、NHMAM含量、聚合物浓度对聚合物溶液交联成胶速度的影响,考察了交联凝胶的耐老化性及微观形貌。结果表明,此四元共聚物在水溶液中可自发交联形成凝胶,且成胶反应具有pH响应性,pH降低、NHMAM含量及聚合物浓度提高,成胶时间缩短,凝胶在90℃下90 d的黏度保留率可达90%,体现出非常好的耐老化性能。     

AM/AA/AMPS/DMDB表面活性聚合物的合成及性能评价

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-十二烷基溴(DMDB)为原料,通过自由基聚合法制备了AM/AA/AMPS/DMDB表面活性聚合物。利用红外光谱和核磁氢谱对聚合物进行结构表征,并考察了引发剂用量、单体质量分数、单体投加量等因素对聚合物溶液的表观黏度的影响。与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)进行对比,评价了其耐温、抗盐、抗剪切、抗老化、乳化性等性能。结果表明:该聚合物具有较好的耐温抗盐性,耐剪切和抗老化性也均优于HPAM;界面张力测试和乳化性测试表明该聚合物具有一定乳化性和降低界面张力的能力。     

一种两亲聚合物稠油降黏剂的制备及性能评价

以卤代烷烃、聚乙烯亚胺（PEI）、丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为原料，采用自由基聚合的方法制备了一种具有耐温抗盐性能的两亲聚合物型稠油降黏剂。利用红外光谱仪、显微镜、旋转滴界面张力仪、哈克流变仪、填砂管驱油实验研究了聚合物对稠油的乳化降黏及驱油能力。结果表明，当聚合降黏剂质量分数为1.00%时，油水质量比7:3条件下，春风油田稠油黏度由4753 mPa?s降至85 mPa?s，降黏率大于98%，油水界面张力由11.59 mN/m降低至0.06 mN/m。经过110℃老化24 h、矿化度1.45?105 mg/L条件下降黏率大于93%，具有较好的耐温耐盐性。在50℃、4.84?104 mg/L条件下，质量分数为0.50%的降黏剂溶液黏度为56 mPa?s，与市售部分水解聚丙烯酰胺HPAM溶液32 mPa?s的黏度相比，该聚合物降黏剂在矿化度条件下具有更好的水相增稠能力。填砂管驱油实验注降黏剂驱能够在水驱基础上提高采收率37.45%，表明该聚合物溶液可以通过降低稠油黏度和扩大波及体积提高稠油的采收率。     

表面活性剂-聚合物自组装酸化转向用聚合物AHD的合成

为改善油藏储层非均质性，提高酸化施工作业效果。以丙烯酰胺（AM）、磺酸盐单体（HSY）、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵（DMAAC-18）为功能性单体，合成并研究了一种表面活性剂-聚合物自组装酸化转向用聚合物AHD，利用FTIR和GPC对产物结构进行了表征。通过AHD与十八烷基三甲基氯化铵（STAC）自组装形成酸化转向体系。90 ℃下，AHD加量为1.0 %、STAC加量为0.2 %（以HCl溶液总质量为基准），无需交联剂转向酸黏度从3 mPa·s增加到288 mPa·s，鲜酸黏度低于非交联聚合物转向酸，容易注入地层。油的加量为1.0 %时，可使残酸破胶后黏度低于10 mPa·s，保留了黏弹性表面活性剂型转向酸在遇油自动破胶，利于返排的优点。通过TEM与DLS研究机理发现Ca2+会促进表面活性剂-聚合物自组装体系形成更加庞大的聚集体，进而使转向酸得以转向。     

超临界CO2下含氟疏水缔合聚合物驱油剂的合成及性能研究

设计聚合物的分子结构并在超临界CO2下以丙烯酰胺（AM）、马来酸牛磺酸单酰胺化产物（MTS）及甲基丙烯酸十二氟庚酯（G04）为单体合成含氟疏水缔合聚合物驱油剂。并用FTIR、1HNMR和扫描电镜表征了结构。研究温度、压力对产物转化率的影响,含氟疏水聚合物浓度、溶液矿化度、体系温度等对溶液表观粘度的影响。结果表明：与传统聚丙烯酰胺驱油剂相比该聚合物具有很好的增粘效果,且耐温抗盐性能优良,其性能可以满足高温、高矿化度聚合物驱油的要求。     

微球/聚合物复配体系性能评价及机理分析

为探究聚合物和微球之间相互作用规律,利用扫描电镜对微球和“微球+聚合物”复配体系进行了微观结构观测,利用布氏黏度计对微球溶液、聚合物溶液和“微球+聚合物”复配体系增黏性能进行了评价。在此基础上,对比了聚合物溶液与“聚合物、微球段塞注入”方式的封堵性能。实验结果表明：15天后的“微球+聚合物”复配体系具有致密线网状微观结构。在微球质量分数不变时,“微球+聚合物”复配体系黏度增幅随聚合物质量分数增加而增加;在2 000×10^-3μm²、3 000×10^-3μm²和5 000×10^-3μm²,渗透率条件下,与单独注入聚合物相比,“微球+聚合物”复配体系段塞注入方式阻力系数更低,可有效控制注入压力;“微球+聚合物”复配体系在具备良好注入性能的同时,封堵率与单独注入聚合物方式接近,分别为98.82%、98.40%和72.50%。     

二氧化氯对部分水解聚丙烯酰胺的降黏作用

研究了二氧化氯对部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）的降黏作用，探讨了pH值、温度及其他氧化剂及复配体系对黏度的影响及其降黏作用机理。结果表明，pH值对HPAM黏度的影响较大，复配硫酸亚铁或过氧化氢可明显降低黏度。提出了水解反应和氧化反应都是引起HPAM溶液黏度大幅下降的原因。     

Turbulent drag effectiveness and shear stability of xanthan-gum-based graft copolymers

A number of graft copolymers of xanthan gum and polyacrylamide have been synthesized by grafting acrylamide onto xanthan gum using the ceric-ion-initiated solution polymerization technique. The effects of various synthesis parameters such as amount of catalyst, reaction time, and ratio of xanthan and acrylamide on drag reduction effectiveness of the graft copolymers have been studied. The scaling up of grafting reaction has been accomplished in 40-L reactor. The drag reduction effectiveness of the graft copolymers is investigated over a wide range of concentrations and Reynolds numbers. It is shown that the maximum drag reduction obtainable in xanthan gum solutions above 300 ppm can be obtained in solutions of graft copolymers at concentrations of 100–150 ppm. The grafting also improves the shear stability at higher Reynolds numbers. The shear stability of the graft copolymers at constant wall stress has been found to be superior to polyacrylamide and the mixtures of polyacrylamide and xanthan gum. In general, the shear stability of graft copolymers and polyacrylamide is shown to increase with concentration. The drag reduction characteristics and shear stability have been discussed in terms of structural features of the graft copolymers. The drag reduction characteristics of the graft copolymers are found to be similar to those of flexible polymers.     

黄原胶基高性能絮凝剂的合成研究

在水溶性引发剂过硫酸钾的引发下,使丙烯酰胺(AM)在黄原胶(XG)分子链上接枝聚合制备黄原胶/丙烯酰胺接枝共聚物(XG-g-AM).研究了单体量,引发剂量、反应温度对接枝反应的影响,利用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)对接枝产物进行表征.结果表明,最佳合成条件黄原胶质量浓度为10 g·L~(-1),丙烯酰胺与黄原胶质量比为3:1,引发剂与黄原胶质量比为0.06,反应温度为65℃,用该絮凝剂处理高岭土悬浊液时,絮凝效率能达到90%.     

黄原胶/膨润土复合高吸水性树脂的制备与性能研究

采用水溶液聚合法制备了黄原胶(XG)/膨润土有机-无机复合SAP(高吸水性树脂)。通过单因素试验法和正交试验法优选出制备复合SAP的最佳工艺条件。结果表明:丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、XG与膨润土之间发生了接枝共聚反应;当m(AA)∶m(AM)=5∶1、AA中和度为75%、w(膨润土)=5%、w(引发剂)=1.0%和w(交联剂)=0.08%时,相应的复合SAP具有最大的吸水倍率(863.8 g/g)和吸盐水倍率(109.4 g/g)。     

黄原胶与丙烯酰胺接枝共聚反应的研究

以过硫酸铵为引发剂,在氮气保护下,研究了黄原胶与丙烯酰胺的接枝共聚反应。考察了单体浓度、引发剂浓度、反应温度和反应时间等因素对接枝率及接枝效率的影响,探讨了过硫酸铵引发黄原胶接枝丙烯酰胺共聚反应的基本规律。采用红外光谱、X射线粉末衍射对接枝共聚物的结构进行研究,用热重分析法表征了产物的热性能,并初步探讨了接枝机理。结果表明,过硫酸铵能有效地引发黄原胶与丙烯酰胺的接枝共聚反应,并且接枝率和接枝效率随单体浓度、引发剂浓度、反应温度的变化出现极大值,随反应时间的延长不断上升,直至基本不变。     

AC/XG-g-PAA复合高吸水树脂的制备及性能研究

利用溶液聚合法制备了AC/XG-g-PAA有机-无机复合高吸水性树脂。研究了丙烯酸用量、引发剂用量、丙烯酸中和度、凹凸棒黏土用量、交联剂用量和聚合反应温度等因素对合成复合高吸水性树脂性能的影响,利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜仪(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和示差扫描量热仪(DSC)对产物进行表征。结果表明,丙烯酸分子与黄原胶发生接枝共聚,凹凸棒黏土与接枝共聚物发生了有机-无机复合,制备的AC/XG-g-PAA高吸水性树脂具有良好的吸水和抗盐性能,提高了高温保水性能,接枝率达137.2%,接枝效率达83.6%,最高吸水倍率达896g/g,吸盐水倍率达126.3g/g。     

黄原胶-丙烯酰胺接枝共聚物对Cr~(3+)的吸附性能

以黄原胶为原料,丙烯酰胺为接枝单体,采用微波辐射聚合得到了黄原胶-丙烯酰胺接枝共聚物（XG-g-AM),利用红外光谱仪、X射线衍射仪对其结构进行表征。研究了 XG-g-AM对Cr³⁺的静态吸附行为,并根据吸附等温线研究了吸附热力学性质,结果表明：在研究的浓度范围内,XG-g-AM对Cr³⁺的吸附行为可用Freundlich等温式进行描述;吸附为自发的、吸热的熵增加过程,升高温度有利于吸附。     

一种耐盐型高吸水性树脂的制备及其性能研究

以过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,采用水溶液聚合法,制备了黄原胶(XG)接枝丙烯酰胺(AM)耐盐型高吸水性树脂,采用单因素和正交分析法考察了丙烯酰胺用量、碱用量、聚合温度、交联剂和引发剂用量等因素对树脂性能的影响。实验表明,当m(AM)∶m(XG)=6∶1,m(NaOH)∶m(AM)=1∶1,聚合温度为60℃,m(MBAA)∶m(AM)=0.04∶1,m(APS)∶m(AM)=0.07∶1时,所得树脂对去离子水的吸收倍率可达1 457 g/g,对0.9%NaC l溶液的吸收倍率可达623 g/g,且吸收速率适中,保水性能良好,是一种耐盐型高吸水性树脂。     

黄原胶与丙烯酸接枝共聚反应的研究

以过硫酸钾为引发剂,在氮气保护下,研究了黄原胶（XG）与丙烯酸（AA）的接枝共聚反应。考察了单体浓度、引发剂浓度、反应温度和反应时间等因素对接枝率及接枝效率的影响,探讨了过硫酸钾引发黄原胶接枝丙烯酸共聚反应的基本规律。采用红外光谱（FT—IR）对接枝共聚物的结构进行研究,并初步探讨了接枝机理。     

疏水缔合型丙烯酰胺共聚物P(AA-AM-TP)的制备及溶液性质

疏水缔合型聚合物(HAPAM)具有优异的增黏能力,因此被认为是一种潜在的用于条件苛刻油田的驱油剂。本文以丙烯酰胺、丙烯酸、三苯基-1-戊烯为原料使用胶束共聚法成功制备出一种新型聚合物。研究了聚合物浓度、盐度、温度对溶液黏度的影响。结果表明,当浓度超过1500mg/L时,黏度大幅增高;三元共聚物具有一定的抗温耐盐性质。并使用红外光谱表征了聚合物的结构。