水溶性高抗剪切超支化聚丙烯酰胺的合成和表征

超支化聚缩水甘油醚(HPG)、丙烯酰胺(AM)在铈盐-羟基引发体系下发生自由基聚合,得到了高度支化的水溶性超支化聚丙烯酰胺HPG-star-PAM,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H-NMR)及热失重分析(TGA)对聚合物结构和组成进行了表征,使用乌式黏度计测定了聚合物的特性黏数,并使用旋转流变仪研究了其流变特性,结果表明高度支化的聚丙烯酰胺样品具有优异的抗剪切性能.     

疏水改性聚丙烯酰胺的微皂乳液聚合及性能

采用微皂乳液聚合法,以过硫酸钾为引发剂,在水溶液中引发丙烯酰胺(AM)与α-甲基苯乙烯(α-MSt)自由基聚合制备疏水缔合水溶性共聚物P(AM/α-MSt)。探讨单体浓度、引发剂及疏水单体用量和反应时间对共聚物收率及表观黏度的影响。经红外光谱仪、扫描电镜和表观黏度计等对P(AM/α-MSt)的结构、疏水缔合作用及分子聚集形态进行表征。结果表明:P(AM/α-MSt)溶液的特性黏度η=1 175.1 mL/g,温度为90℃时表观黏度保留率为55.2%;在18 g/L的CaCl2溶液中P(AM/α-MSt)的表观黏度保留率可达82.8%。     

耐温抗盐三元聚合物的合成及性能评价

利用微乳液介质合成了丙烯酰胺(AM)-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)-苯乙烯(St)三元聚合物(AM-AMPS-St).考察了引发剂用量、单体摩尔比、反应温度、时间对聚合反应的影响.测定了聚合物水溶液的表观黏度,表明其有良好的耐温耐盐抗剪切性能.     

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特性黏数及表观黏度的变化 ;考查了剪切速率及老化时间对碾磨后 HPAM溶液黏度的影响 .结果表明 :碾磨使HPAM特性黏数及表观黏度均有不同程度的下降 ,但抗剪切性能有所增强     

污水配制污水稀释聚合物溶液黏度影响实验研究

为了研究渤海油田聚合物驱中产出污水对配制新鲜聚合物溶液性能的影响,通过室内模拟方法,研究了高温高盐条件下(82℃、矿化度为10×10~4mg/L),产出污水中残留聚合物浓度、乳化油含量及固体悬浮物含量等因素对聚合物干粉溶解及目标液性能的影响。实验结果表明:随着污水中残聚浓度的升高,所配制的聚合物母液及溶液的表观黏度增大、抗剪切作用增强;当残聚浓度大于600 mg/L时,母液黏度提高率在10%以上;随产出污水中含油及悬浮物浓度的增加,聚合物溶液抗剪切作用增强,而溶液黏度先呈缓慢降低的趋势。当污水含油量与悬浮物浓度超过100 mg/L时,所配制的聚合物母液和目标液黏度都快速下降。"污配"对母液和目标液的溶解、黏度及抗剪切作用产生了较大的影响,因此,在利用保聚污水配聚回注地层时,应尽可能保留残留聚合物而严格控制污水中含油和悬浮物的含量。     

新型耐温抗盐聚合物增黏剂的合成及性能评价

以丙烯酰胺(AM)和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,在交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和水溶性偶氮引发剂存在的条件下,采用溶液聚合法合成了阳离子型水凝胶。根据高分子间异性电荷静电相吸的分子复合原理,将阳离子型水凝胶溶液与阴离子型HPAM溶液复配成复合型聚合物。对复合型聚合物的增黏、耐温、热稳定、耐盐和剪切流变性进行了评价。结果表明,阳离子型水凝胶溶液的加入可以提高HPAM溶液的黏度,当阳离子型水凝胶溶液和HPAM溶液质量浓度均为2 000 mg/L、阳离子度为5%、体积比为1∶1时,其增黏效果最好。25℃时,在剪切速率为170 s-1的条件下,黏度由单一HPAM溶液的31.1 mPa·s增加到复合溶液的46.8 mPa·s。研究表明,复合溶液具有良好的耐温、耐盐性能,其热稳定和剪切流变性能都得到了明显的改善。     

驱油剂用磺化聚丙烯酰胺的合成及其性能研究

针对驱油用部分水解聚丙烯酰胺 ( HPAM)耐温抗盐性差的缺点 ,合成了磺化聚丙烯酰胺( SPAM) .探讨了丙烯酰胺单体 ( AM)浓度、引发剂、聚合反应温度、磺化反应温度、体系 p H值等因素对 SPAM制备的影响 ,得出了最佳反应条件 ;产物提纯后用红外光谱进行了表征 .结果表明磺酸基团确实被引入分子中 ,测得 SPAM的分子量在 60 0万以上 .SPAM的溶解性能良好 ,耐盐、抗温性能均比 HPAM有较大提高 ,有望应用于工业实践 .     

二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺共聚合特性的研究

用偶氮二戊腈盐酸盐 (AAB·HCl) -NaHSO3引发剂 ,进行了二甲基二烯丙基氯化铵(DM)———丙烯酰胺 (AM)水溶液共聚合反应 .研究了单体浓度、温度、引发剂用量对共聚物分子量的影响以及反应时间对转化率的影响 .测得了 30℃下单体DM -AM的竞聚率r1 =6.80 0 ,r2 =0 .1 74,(M1 =AM ,M2 =DM)并计算了聚合物的链段分布     

超高分子量阴离子聚丙烯酰胺的合成

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)单体为原料,采用复合引发体系,通过水溶液聚合,制备出了特高分子量聚丙烯酰胺.研究了聚合体系的pH值、催化剂、链转移剂和氧化还原引发体系对聚丙烯酰胺分子量与溶解性能的影响.并通过正交实验得出了最佳工艺条件.当pH值为6.8,催化剂用量为0.05%,链转移剂为0.01%,引发剂用量为0.4%,在此条件下合成得到的聚合产品分子量高达8 900万,产品溶解性能好,20 min内可以完全溶解.     

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。     

不同相对分子质量的APAM的制备及其动力黏度性质研究

以丙烯酰胺(AM)为原料合成了不同相对分子质量的聚丙烯酰胺(PAM).通过碱性水解反应制备了阴离子聚丙烯酰胺(APAM).采用胶体滴定法测定了APAM的水解度,考察了碱的用量、聚合物的相对分子质量对水解度的影响.探讨了温度、pH值、相对分子质量和水解度等因素对APAM动力黏度的影响,并根据实验结果进行了应用实验.研究结果表明:当酰胺基与碱的比例在1∶3时聚合物水解度达到60%,增加碱的用量,其最终水解度保持不变;水解度60%的APAM在温度为25℃、pH=8～10、相对分子质量172×104时的动力黏度达到13 400 mPa·s,将它应用于涂料中,其黏度从57 mPa·s上升至299.5 mPa·s.     

聚合物溶液磁处理参数优化研究

采用系列磁化器研究了磁处理对部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度的影响 .以聚合物浓度、磁场强度和峰数 3因素 3水平的正交试验设计方法进行了HPAM溶液磁处理参数的优化研究 .发现磁处理后HPAM溶液的黏度普遍提高 ,而且随聚合物溶液浓度、磁场强度和峰数的增加而增大 .影响HPAM溶液磁增黏效果的因素依次为聚合物浓度、磁场强度和峰数 .试验得到的磁增黏优化参数为聚合物浓度 10 0 0mg/L、磁场强度 5 0 0mT、峰数 4峰 .     

速溶型聚丙烯酰胺的反相微乳液聚合

采用过硫酸钾 -尿素为引发剂 ,span 6 0为乳化剂 ,进行了丙烯酰胺 (AM)的反相微乳液聚合 ,讨论了引发剂用量、单体浓度及聚合温度对于单体转化率的影响 同时在聚合体系中加入少量硫酸钠以提高聚合物的溶解速度 ,得到了比较满意的结果     

氨酯型疏水缔合水溶性聚合物的合成

采用自由基胶束聚合的方法合成了侧链上含有两个苯环和长链烷基的氨酯型疏水缔合水溶性聚合物,探讨了不同侧链链长的疏水聚合物及不同表面活性剂下共聚物溶液的增粘效果,当侧链上烷基碳原子数n=8及用十二烷基苯磺酸钠作表面活性剂时,共聚物具有较好的增粘性能。对聚合物的合成条件进行了研究,结果表明合成聚合物的最佳实验条件为:引发剂浓度0.2%,疏水单体摩尔用量0.5%,丙烯酰胺(AM)浓度10%~15%,表面活性剂用量0.75%。     

HPAM/PPG颗粒悬浮液驱油体系增黏机制的分子模拟

采用分子动力学模拟方法从原子分子层次考察聚合物HPAM/PPG(聚丙烯酰胺/聚丙二醇)颗粒悬浮液驱油体系的增黏性质。结果表明：当溶液中聚合物HPAM和PPG颗粒总的质量浓度相同的情况下,聚合物HPAM质量浓度占比增加时,体系提供更高的黏度;聚合物HPAM具有更大的回转半径,形成更多的交联,从而提供更高的结构黏度;较强的相互作用有利于形成稳定的水化层,实现水动力学增黏;—COO^-形成的水化层中水分子数量更多,更容易形成水化层且形成的水层更稳定,对水动力学黏度的贡献更大;聚合物HPAM的亲水基团对水动力学黏度的贡献大于PPG颗粒亲水基团的贡献。     

部分水解聚丙烯酰胺生物降解的初步研究

聚丙烯酰胺降解细菌G1能在一定浓度的聚丙烯酰胺溶液中生长繁殖,具有降解水解聚丙烯酰胺(HPAM)并降低其溶液黏度的能力。实验通过改变HPAM溶液浓度、pH和降解菌初始接种量、培养温度、培养时间、及连续活化次数等,探究G1菌对HPAM溶液的降解特性。实验结果表明:G1菌连续活化3次,接种量10%,在浓度10 g.L-1HPAM的溶液中,30℃恒温振荡培养10 d,可使溶液黏度损失率达到29.8%。     

超声波辅助引发丙烯酰胺-二甲基二烯丙烯基氯化铵反相微乳液共聚合

借助超声波辅助引发,采用反相微乳聚合法合成了丙烯酰胺（AM）-二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)的共聚物。研究了不同引发体系、超声波功率、单体、氧化还原引发剂用量及配比等因素对聚合物特性黏度和阳离子度的影响。结果表明：采用超声波辅助引发聚合,可以得到特性黏度大,阳离子度高的共聚物;超声波功率影响结果较为明显,阳离子度在超声波功率为175W时最大,为17.70%（摩尔分数）,特性黏度在超声波功率为125W时最大,为3.9585dl/g;在超声波功率为125W,n(AM)∶n(DMDAAC)=6∶4,单体用量为25%（以水相总质量为基准）,n_引发剂∶n_单体=1.12%,n_氧化剂∶n_还原剂=1∶1时,所得聚合物的特性黏度和阳离子度最佳,值为3.2747dl/g和17.35%。     

两类聚合物溶液黏度在岩心渗流方向上的分布研究

为更清晰地认识聚合物溶液在油藏深部黏度的作用,以胜利孤东七区油藏非均质强、储层结构疏松为条件,开展了各种长度下岩心聚合物溶液渗流实验。在岩心出口端取采出液,研究两类聚合物溶液在近井和油藏深部黏度分布特性。结果表明:相同注入速度下,质量浓度为1 500 mg/L的聚合物HJ、B4以及DH5溶液黏度保留率分别为0.817,0.815,0.335,要高于质量浓度为1 800 mg/L的值;相同浓度的聚合物溶液,注入速度越高,黏度略微下降,变化并不明显;部分水解聚丙烯酰胺聚合物HJ和B4在油藏深部(20%～80%)黏度保留率分别为0.642,0.443,比相同质量浓度DH5略高。     

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。     

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.