阳离子聚丙烯酰胺表征及其阳离子度测定方法

采用反相微乳法，合成丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)的阳离子聚合物，并采用胶体滴定法测试聚合物的阳离子度，分析了溶液pH值、指示剂用量、滴定速度及残余乳化剂对阳离子度测试准确性的影响，并用红外光谱法确定了聚合物阳离子链节的存在。     

反相微乳液聚合制备聚丙烯酰胺水凝胶微球研究

以油酸/Span20/OP10为复合乳化剂,柴油为连续相,采用反相微乳液聚合制备了聚丙烯酰胺水凝胶微球.通过微乳面积等值图、拟三元图确定出体系中乳化剂最佳比例为w(油酸)∶w(Span)∶w(OP10)=41∶31∶28;在最佳聚合点处,油相、乳化剂相、水相分别占体系质量的34.62%,15.38%,50.00%.应用冷冻蚀刻透射电子显微镜、扫描电子显微镜及动态光散射分别对聚合前后的微乳液体系进行表征,可以看出聚合前微乳液中存在大量反胶束(团)(10nm以下)及溶胀胶团(约50nm)结构,聚合后得纳米级水凝胶微球,前后尺寸相差不大.同时测定油酸/Span20/OP10复合乳化剂水溶液与桩西原油之间的界面张力并与反相微乳聚合常规乳化剂的结果进行对比,发现前者界面张力较低,能够起到驱油用表面活性剂的作用.     

纳米聚丙烯酰胺微球流变与溶胀性能研究

为提高采油率,纳米聚丙烯酰胺微球因其优异的堵水性能和深层剖面控制性能而被用作深层驱油剂.通过测定其纳米流体在不同条件下的表观黏度,研究了温度、质量浓度和矿化度对纳米聚丙烯酰胺微球溶液流变性能的影响.结果表明:温度升高,溶液的表观黏度降低,在极低的剪切速率下由于微球团聚,会出现剪切变稠现象;随着矿化度的增加,溶液的表观黏...     

阳离子聚丙烯酰胺微乳液的制备及其絮凝性能研究

以甲醛、二甲胺和丙烯酰胺为原料,通过Mannich反应首先合成阳离子单体N-(二甲氨基)甲基丙烯酰胺,然后用反相微乳液聚合制得不同阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺乳液(CPAM).通过探讨反应过程的影响因素,确定了最佳的制备工艺,并对制成的产品进行了性能研究.当反应温度50℃,物质的量比n(丙烯酰胺)∶n(甲醛)∶n(二甲胺)=1∶1.2∶1,反应时间为2 h时,制备的阳离子单体可使乳液聚合的产品获得最佳的阳离子度.通过正交实验反映了单体质量分数、引发剂质量分数、油水相体积比以及反应温度对聚合反应的影响.结果表明,当单体质量分数为30%,引发剂质量分数为0.8%,油水相体积比1.2∶1,反应温度40℃时产品的絮凝效果最佳.在常温、酸性条件下,CPAM对硅藻土的絮凝效果良好.     

微支化微交联聚丙烯酰胺的合成及性能研究

在聚合物驱实施过程中,机械降解,造成聚合物黏度下降,从而影响最终采收率。为提高聚合物工作黏度,提高抗剪切性能,对分子结构进行了合理设计,引入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）功能单体。以过硫酸铵（APS）和DMAEMA为引发体系,在水溶液中采用常规自由基聚合制备了一系列具有微支化微交联结构的聚丙烯酰胺。其中,DMAEMA上氮邻位的仲碳上可形成引发活性点,进一步引发自由基聚合形成支链,链端自由基通过耦合终止形成交联结构。采用红外光谱研究了微支化微交联聚丙烯酰胺的结构,通过对聚合物溶液的性能测试探究了不同引发剂配比对聚合物性能的影响。结果表明,采用DMAEMA作为还原剂参与了聚合反应,体系中形成了微交联结构,聚合物的黏度及剪切稳定性随DMAEMA含量的增加而提高;DMAEMA同时具有链转移作用,含量过大时聚合产物分子量降低,剪切稳定性下降。     

碾磨力场作用下部分水解聚丙烯酰胺溶液的黏度变化

将磨盘形力化学反应器应用于部分水解聚丙酰胺(HPAM)的改性，通过碾磨次数的变化得到了不同碾磨次数的部分水解聚丙烯酰胺样品；实验研究了碾磨过程中HPAM特性器数及表现器度的变化；考查了剪切速率及老化时间对碾磨后HPAM溶液器度的影响．结果表明：碾磨使HPAM特性黏数及表现器度均有不同程度的下降，但抗剪切性能有所增强．     

聚丙烯酰胺反相悬浮聚合的研究

以丙烯酰胺为单体、N,N′,-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂、环己烷为分散介质、Span—80为分散稳定剂,采用反相悬浮聚合后期滴加单体和共沸脱水法合成了平均粒径大约为110μm的聚丙烯酰胺(PAM)吸水微球,并系统地研究了分散稳定剂、引发剂的用量及搅拌转速对聚合产物(PAM)稳定性和粒径大小的影响.所得产物采用红外和扫描电镜进行了分析表征.     

微乳液聚合制备聚丙烯酰胺及聚N—异丙基丙烯酰胺超细微粒

研究了琥珀酸双（２－乙基己酯）磺酸钠、甲苯、乙酰胺、丙烯酰胺、Ｎ－异丙基丙烯酰胺（ＮＩＰＡＭ）、Ｎ,Ｎ－亚甲基双丙烯酰胺、水组成的六种微乳液体系,以电导法和目视法测定了其相区临界点电导率,并绘制了各自的拟三元相图;     

低黏度高稳定性非离子聚丙烯酰胺水分散体的合成

采用水分散聚合法,以丙烯酰胺为单体,过硫酸铵为引发剂,衣康酸/次亚磷酸钠为链转移剂,聚丙烯酸钠为稳定剂,在硫酸铵/氯化钠水溶液中,制备了低黏度高稳定性的非离子聚丙烯酰胺水分散体系.考察了氯化钠、衣康酸、次亚磷酸钠对水分散体黏度、相对分子质量、颗粒形貌的影响.实验发现在30℃,300r/min,当引发剂、稳定剂、硫酸铵、氯化钠、次亚磷酸钠、衣康酸与单体质量比为:1.17×10~(-4)∶(3.25×10~(-2)~3.41×10~(-2))∶1.12∶(7.50×10~(-2)~7.75×10~(-2))∶(1.25×10~(-4)~1.42×10~(-4))∶(9.2×10~(-3)~1.17×10~(-2))∶1条件下,可以制备低黏度、高稳定性的非离子型聚丙烯酰胺水分散体.     

无机盐对部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度影响的实验与理论研究

采用实验与分子动力学模拟(MD)结合的方法研究无机盐对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液黏度影响的规律及微观机制。结果表明:无机盐对溶液黏度影响较大,其中Ca Cl2和Mg Cl2对溶液降黏作用强于Na Cl,且当Ca Cl2和Mg Cl2浓度相同时Mg Cl2的降黏作用更加明显;当溶液中加入无机盐时,由于盐离子与聚合物中羧酸根基团的静电吸引,使其在聚合物周围形成阳离子层,从而减弱了聚合物分子链上羧酸根基团之间的排斥作用,导致分子链收缩,进而降低溶液的黏度;相比于Na+和Ca2+,Mg2+更易靠近HPAM分子链,对分子链构型及黏度的改变更加明显。     

阳离子化聚丙烯酰胺合成与表征

阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂在污水处理方面发挥的作用越来越大,阳离子聚丙烯酰胺往往通过曼尼奇反应以两步法获得。文章在对聚丙烯酰胺进行阳离子化改性过程中,通过单因素优化法确定了一步法投料方式等最佳反应条件,并通过红外光谱测试其结构并进行了分析。     

关于聚丙烯酰胺溶液粘度性质的探讨

测定并比较了聚丙烯酰胺溶液的特性粘数及其旋转粘度 ,表明二者之间在质量浓度为(0 0 0 0 6～ 0 0 0 1 0g mL)范围内具有良好的线性关系 .此规律可用于将实测聚丙烯酰胺溶液的旋转粘度转化为其分子量予以表征 ,从而为快速检测聚丙烯酰胺的分子量提供了方法 ,同时本实验还考察了聚合物浓度和剪切速率对旋转粘度的影响     

微米级大颗粒交联聚合物微球的制备

在深度调剖堵水过程中,为改善驱油效果,利用反相乳液聚合法合成微米级大颗粒交联聚合物微球,其粒径可达几百纳米甚至几个微米.经测试,在实验条件下,新制备的微米级大颗粒交联聚合物微球具有较好的变形性,并呈现出较为满意的封堵性能.在高含水开发后期的油田驱油中,具有较好的应用前景.     

阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的合成及表征

系统研究了丙烯酰胺(AM)与二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)共聚反应制备阳离子絮凝剂的工艺条件。对聚合温度、引发剂浓度、单体质量分数等对合成目标产物的影响进行了详细探索,并对聚合产物的结构和热行为进行了表征。结果表明,最佳聚合条件为聚合温度55 ℃,过硫酸铵与甲醛次硫酸氢钠（质量比为7:3）总质量分数0.0125%,偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)的质量分数0.0125%,单体质量分数35%,阳离子度35%;在最佳工艺条件下,所得阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂(CPAM)的分子量为2.5×10⁶,具有良好的絮凝效果。     

木质素对聚丙烯酰胺降粘性能评价

聚驱过程中存在聚合物黏度过高的问题而影响了原油采收率,因此提出降低聚合物黏度的问题。木质素作为一种廉价的表面活性剂用于三次采油,在油田有广泛的应用前景。对于同浓度同体积的HPAM,加入木质素的质量越多,黏度下降速度越快。木质素与多种降黏剂的复配降黏效果实验中,降黏效果的比较为:HCl>NaS2O8>NaClO。     

阳离子聚丙烯酰胺的反相乳液聚合

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体,Span80-Tween80为复合乳化剂,液体石蜡为连续相,通过反相乳液聚合法制备阳离子型高分子聚丙烯酰胺。研究了油水体积比对聚合物特性粘度的影响,乳化剂用量对聚合物特性粘度的影响,单体用量对聚合物特性粘度的影响,阳离子度对聚合物特性粘度的影响及引发剂用量对聚合物特性粘度的影响。结果表明:在油水体积比为1∶1.6、乳化剂用量为30%、单体用量为30%、阳离子度为60%即n(AM)∶n(DAC)为2∶3,引发剂用量为0.15%的条件下,得到的聚合产物粘度较大且具有良好的稳定性和溶解性。对产物进行了红外结构表征,并研究了产物的污泥脱水性能,获满意结果。     

核磁共振研究聚合物微球调驱微观渗流机理

利用核磁共振研究聚合物微球调驱渗流机理,设计了不同粒径微球的注入实验,从微观角度分析了聚合物微球的驱油效果与驱油机理.对驱替后岩心不同直径孔隙内的流体分布进行了研究,得到了水驱、聚合物微球驱、后续水驱阶段驱出油的孔径范围以及剩余油分布.实验结果表明,聚合物微球调驱能够有效动用岩心中不同孔径中剩余油.不同尺寸聚合物微球对岩心的适应性不同,微米级微球主要适用于高渗岩心,纳米级微球主要适用于低渗岩心.     

阳离子对聚合物溶液黏度损失的影响机制

研究Na^+、Ca^2+、Mg^2+等阳离子对聚合物溶液黏度的影响机制,考察不同离子质量浓度对聚合物溶液黏度的影响,利用扫描电镜对聚合物微观形貌进行分析,利用凝胶色谱-示差折光检测器对聚合物相对分子质量进行检测,采用分子动力学模拟研究阳离子对聚合物分子构型的影响。结果表明:Na^+质量浓度高于5 g/L、Ca^2+和Mg^2+质量浓度高于0.4 g/L,聚合物黏度损失超过70%;外加阳离子条件下,聚合物相对分子质量变化不大,但均方回转半径降低;阳离子导致聚合物溶液黏度降低的主要原因是阳离子与聚合物分子链内的带负电基团的静电吸引作用造成对聚合物分子链的压缩,从而使聚合物分子链卷曲、收缩。     

孔喉尺度聚合物微球的合成及全程调剖驱油新技术研究

利用微材料合成方法,设计合成了孔喉尺度聚合物凝胶微球,并进行了微球在多孔介质中流动的室内实验和现场初步试验。显微图像表明,合成微球具有很高的圆球度和庞大的数量特征,可方便地在线注入油层。实验研究表明,微球具有良好的耐温性、耐矿化度特性和弹性变形能力,能在水中膨胀1~5倍;合成微球能在岩石孔隙中运移,使注入压力和阻力系数不断增加,后续注水后仍有很高的残余阻力系数;微球与聚合物溶液复合体系的阻力系数是纯聚合物驱时的8倍和水驱时的25倍左右,有加效效应和更高的提高波及体积能力。现场试验表明,孔喉尺度聚合物凝胶微球对油层具有良好的适应性,可显著降低高含水油井的含水率,增加原油产量。     

油田采出水中微生物对部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度的影响初探

在实验室条件下,研究了油田采出水中常见微生物类群(腐生菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、反硝化细菌)对不同分子质量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液黏度的影响.结果表明:腐生菌及反硝化细菌对聚合物黏度的影响很小;硫酸盐还原菌直接利用大分子聚合物的能力十分有限,但其代谢产物可以显著降低聚合物黏度;铁细菌可以利用聚合物生长,是破坏聚合物黏度的主要微生物类群.