疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺的溶液结构的研究

应用流变学方法及扫描电镜,环境扫描电镜手段对疏水缔合聚烯酰胺和传统的超高分子量部分的水解聚丙烯酰胺进行了对比研究。结果表明,在相同浓度的条件下,前者的增粘能力远大于后者。其原因在于前者通过疏水缔合作用在溶液中形成了三维网络状结构。在不同浓度和不同放大倍数的条件下观察到的溶液结构具有一定的自相似性,说明该疏水缔合水溶必聚合物的溶液结构具有一定的分形特性。     

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     

聚丙烯酰胺溶液粘度的影响因素

考察了温度、聚丙烯酰胺(PAM)含量及亚铁离子对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响。结果表明,随着温度升高,聚丙烯酰胺水溶液剪切粘度随之下降,剪切粘度对数与温度的倒数符合线性关系;随 PAM 含量的增加,PAM 溶液剪切粘度随之增加;PAM 溶液中加入10mg·L~(-1)亚铁离子,会引起 PAM 大分子降解,相对分子质量降到原来的1/7,导致 PAM 溶液剪切粘度大幅度下降。     

疏水缔合型聚丙烯酰胺溶液流变性研究进展

近年来,国外在疏水缔合聚丙烯酰胺溶液流变性研究方面一直处于领先地位,在溶液结构与流变特征、线性粘弹性的关系,以及温度、盐对缔合聚合物溶液流变性的影响研究方面取得了重要进展.文中主要对国外在该领域的研究进展进行综述.     

疏水缔合聚丙烯酰胺的合成

在过硫酸钾／亚硫酸钠(K2S208／Na2S03)催化作用下,利用分散聚合的方法,合成丙烯酰胺、阳离子单体与取代乙烯基单体共聚疏水缔合衍生物,产物粒子均匀,直径60—80nm。研究了氧化还原引发体系不同用量、配比以及水相中分散剂、稳定剂、成乳剂的用量对单体转化率和聚合物相对分子质量的影响。     

两端疏水聚丙烯酰胺的合成及疏水缔合性能

为获得疏水缔合作用较好的两端疏水聚合物及其性能特征,以丙烯酰胺(AM)为单体,2,2'-偶氮二异丁基十二脒盐酸盐(AIBL)为引发剂,双(硫代苯甲酰基)二硫化物(BTBDS)为链转移试剂,在二甲基亚砜(DMSO)中进行可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT),制得端基疏水聚丙烯酰胺;再进行过氧化双月桂酰(LPO)和AIBL的联合自由基诱导处理,获得两端疏水聚丙烯酰胺。采用核磁、凝胶渗透色谱、紫外、荧光芘探针和表面张力测试对AM的转化率、聚合物的分子量及其分布,以及疏水缔合作用进行了研究。结果表明,通过调整引发剂AIBL的加量和反应时间可以控制单体AM的转化率和聚合速率。当采用体积分数35%的乙腈与水共混溶剂作淋洗液时,可以较为准确地测定聚合物的分子量及其分布。一定转化率下,用RAFT法合成聚丙烯酰胺时,单体转化率和聚合反应速率均随反应时间的增加而线性增加,聚合物的分子质量分布系数约为2.0,表明该制备方法具有一定程度的可控性;与端基疏水聚丙烯酰胺相比,两端疏水聚丙烯酰胺的分子质量略有增加,分子量分布变化较小,分子内缔合强,临界缔合浓度(c_(CAC)=2 g/L)有所增加,聚合物浓度大于c_(CAC)后的疏水缔合作用强。     

疏水缔合型聚丙烯酰胺的合成与性能评价

为了提高高相对分子质量的聚丙烯酰胺的抗温抗盐性能,利用自制的两亲表面活性单体与丙烯酰胺共聚合成了疏水缔合型聚丙烯酰胺并进行室内评价。结果表明,在高温、高盐、高钙条件下,合成的疏水缔合型聚丙烯酰胺具有良好的增粘性和较强的热稳定性;克服了疏水缔合型聚合物在盐水中溶解性差的问题,可用各种矿化度的盐水和油田产出污水配制;具有良好的无机盐增粘性能和抗温性能。     

星型疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质的研究

采用光引发自由基聚合法,用丙烯酰胺和疏水单体十八烷基二甲基烯丙基氯化铵合成了星型疏水缔合聚丙烯酰胺(SHMPAM),研究了SHMPAM的溶液性质。流变性实验结果表明,SHMPAM溶液的临界缔合浓度为1000～1250mg/L;SHMPAM溶液的抗温、抗盐和抗剪切性能与疏水缔合聚合物(AP-P4)溶液的性能相似,且性能优于部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液;SHMPAM具有的支臂结构一方面增强了分子链间的缠结,导致聚合物溶液的黏度增加,另一方面SHMPAM的支臂在模拟地层水溶液中易发生分子内缔合,一定程度上降低了聚合物溶液的表观黏度。黏弹性实验结果表明,SHMPAM溶液的黏弹转变频率为0.17Hz,AP-P4溶液的黏弹转变频率为0.56Hz,而HPAM溶液只表现出黏性。     

矿化度对疏水缔合聚合物溶液粘度的影响

在不同矿化度条件下，疏水缔合聚合物的增粘性能也不相同。在蒸馏水中，疏水缔合聚合物基本没有缔合效果；在氯化钠或氯化钙溶液中，在缔合临界矿化度之前，随着矿化度的增大，溶液粘度逐渐降低；在缔合临界矿化度之后，随着矿化度的增大，溶液粘度迅速升高，达到最大值后又逐渐下降。研究结果表明，胜利油区采出污水中均存在较高含量的钙、镁等高价离子，疏水缔合增粘效果较差，不适用于驱油。     

部分水解聚丙烯酰胺水溶液初始粘度的影响因素

聚合物驱是三次采油中提高采收率技术的重要手段之一,该技术用聚合物水溶液作为驱油剂,而聚合物水溶液的初始粘度是表征聚合物性能的一个重要指标。目前油田聚合物驱中最常用的聚合物是部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）。针对温度、pH值、阴离子、阳离子等影响HPAM水溶液初始粘度的因素进行了研究,并对其作用机理进行了分析。实验结果表明：pH值在7～10时溶液粘度较高;阴离子对HPAM水溶液初始粘度有一定影响;一价、二价阳离子对HPAM水溶液初始粘度的影响曲线符合傅立叶函数式;温度对HPAM水溶液初始粘度的影响满足关系式μ=73．465e5.8/t。     

疏水缔合聚丙烯酰胺驱油性能研究

以组成均一的疏水缔合聚丙烯酰胺（HAPAM）与聚丙烯酰胺（PAM）为对象,在模拟我国主力油藏条件下研究了HAPAM与PAM的驱油性能。结果表明,HAPAM比PAM有更好的驱油性能,特别是在注入0．4-0．5PV时,提高采收率约高出2％～4％;HAPAM浓度对驱油性能影响十分明显,但当HAPAM浓度达到2000mg／L,原油采收率增幅减缓;HAPAM表现出比PAM更好的耐温抗盐性能。     

��ˮ�޺Ͼ۱�ϩ������΢�۽ṹ�о�

文章使用荧光光谱、粘度法和冷冻蚀刻透射电镜等手段，研究了疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)在水溶液中通过疏水缔合形成疏水微区、超分子聚集体及发展到空间网络的过程。在荧光实验中，以芘为探针，通过Ｉ₃/Ｉ₁与聚合物浓度的变化关系确定了溶液的临界缔合浓度，研究了疏水缔合聚合物在溶液中的缔合状态及网络结构的形成过程。使用透射电镜研究了疏水缔合聚合物溶液的微观结构，发现疏水缔合聚合物在一定浓度时可以形成网络结构。通过粘度法证实当溶液中有大量疏水微区生成时，聚合物溶液粘度将急剧增大。     

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。     

一种驱油用疏水缔合聚丙烯酰胺的乳化性能

 研究了含疏水缔合聚丙烯酰胺(HAP)的O/W型乳状液的析水率和粒度分布,探讨了聚合物溶液/油体积比(V(HAP solution)/V(Oil))对乳状液稳定性的影响规律。采用扫描电镜和动态光散射仪分析了HAP溶液的形态。结合HAP对油-水界面张力、乳状液黏度以及增溶性影响的研究,探讨了HAP的乳化性能。结果表明,O/W乳状液中HAP的质量浓度越高,乳状液越稳定。当HAP质量浓度在1000 mg/L以下时,HAP能吸附在油-水界面上,降低油-水界面张力,体系中存在的单分子胶束对油具有一定的增溶效果,内部形成的空间网状结构对油滴的聚并产生空间位阻,使得乳状液稳定。当HAP质量浓度在1000 mg/L以上时,HAP在油-水界面形成紧密排列,油-水界面张力达到最低值,同时体系内部形成超分子的空间网络结构,产生更强的空间位阻;超分子的空间网络中形成的许多非极性腔体空间对油具有强的增溶能力,乳状液就更加稳定性。     

硫酸盐还原菌对水解聚丙烯酰胺的生物降解性研究

从中原油田现场取样的污水中培养出的硫酸盐还原菌（简称ＳＲＢ）,可在聚合物驱油中生长繁殖并使水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）发生降解;当接种的菌量为３．６×１０４个／ｍＬ时,经恒温３０℃７天的培养,１０００ｍｇ／Ｌ的ＨＰＡＭ溶液的粘度损失率可达１９．６％。研究表明,菌体接种量的大小、溶液的ｐＨ值及ＳＲＢ在ＨＰＡＭ溶液中的连续活化次数对ＨＰＡＭ的降解都有影响。     

离子型疏水缔合共聚物的分子复合

 通过丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BST)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)阴离子共聚物(PASA)与丙烯酰胺(AM)/ BST/二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)阳离子共聚物(PBAD)的分子复合,得到复合型疏水缔合聚合物驱油剂PASA/PBAD。溶液表观黏度测试和AFM结果表明,反电荷的静电相互吸引作用能加强疏水基团的分子间缔合作用,形成流体力学体积巨大的缔合结构,使得当PBAD/ PASA复合聚合物中PBAD质量分数分别为15%和90%时,其质量浓度为2 g/l的水溶液和NaCl溶液（NaCl浓度为1.026 mol / l）的表观黏度分别为3561和227 mPa.s,远高于相同质量浓度PBAD和PASA单组分的水和NaCl溶液的表观黏度。在NaCl浓度更高 (1.710 mol/l)时,PASA/PBAD 的NaCl溶液的表观黏度仍能达到201 mPa.s,显示了其良好的抗盐性。复合聚合物溶液的耐温和抗剪切性能也得到了明显的提高。     

疏水缔合三元共聚物的合成与性能研究

以AM、AMC14S、AA为单体采用水溶液聚合的方法,合成了疏水缔合AM－AMC14S－AA三元共聚物,考察了单体含量,反应温度对聚合物溶液流变性能的影响,研究结果表明,该缔合聚合物具有良好的耐温,抗盐性能与很好的增粘效果,可以满足高温,高矿化度油藏驱油的要求。     

疏水缔合水溶性聚合物的溶液性质

疏水缔合水溶性聚合物是一种在亲水性大分子链上含有少量疏水基团的水溶性聚合物,具有独特的溶液性质,本文就该种聚合物的结构和组成,分子量,温度,剪切速率,溶液离子强度,表面活性剂和离子基团对聚合物在水溶液中流体力学行为的影响进行了综述。     

疏水缔合水溶性聚(丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-双烯丙基十二胺)水溶液的粘度行为

采用前加碱二元胶束共聚-共水解法合成了三元疏水缔合水溶性聚合物聚(丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-双烯丙基十二胺)[P(AM/NaAA/DiAC_(12))],研究了其水溶液的粘度行为。当x(DiAC_(12))=0．10%～0．40%时,在30℃、1 mol/L NaCl溶液中,其特性粘数[η]、Huggins常数K_H、粘均相对分子质量(?)分别为16．38～19．45 dL/g,0．214～0．394和8．36×10~6～10．36×10~6g/mol;K_H小于0．8,表明其分子内缔合作用较弱。P (AM/NaAA/DiAC_(12))在矿化度为19 334μg/g,盐水溶液中的表观粘度随疏水单体用量的增加而增加,随温度、剪切速率的增加而降低。在NaCl、CaCl_2的离子强度分别为1．26×10~(-3)～4．88×10~(-3)和1．07×10~(-4)～5．28×10~(-4)mol/kg的水溶液中,P(AM/NaAA/DiAC_(12))水溶液出现盐增粘现象,疏水单体用量越高,盐增粘效应越显著。     

孪尾疏水缔合丙烯酰胺/丙烯酸钠/N，N-二正丁基丙烯酰胺共聚物水溶液的粘度行为

采用先加碱共聚-共水解法合成了孪尾疏水缔合性丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-二正丁基丙烯酰胺共聚物[P(AM/NaAA/DiC_4AM)]。当x(疏水单元)=0.2%～5.0%时,P(AM/NaAA/DiC_4AM)在1 mol/L NaNO_3溶液中的特性粘数[η]为1.720～0.330 L/g、Huggins常数值为0.375～3.894。P(AM/NaAA/DiC_4AM)在矿化度为19.334 mg/g盐水溶液中的表观粘度随疏水单体用量的增加而增加,随温度、剪切速率的增加而降低；在离子强度为2.26～4.88 mmol/kg的NaCl水溶液和离子强度为0.21～0.528 mmol/kg的CaCl_2水溶液中,P(AM/NaAA/DiC_4AM)水溶液出现盐增粘现象,且疏水单体用量越高,盐增粘效应越显著。当p (十二烷基硫酸钠)=0～0.7 g/L,p(溴化十六烷基三甲基铵)=0～0.014 g/L时,对P(AM/NaAA/DiC_4AM)水溶液的表观粘度没有明显影响。