用超临界CO2制备疏水改性聚丙烯酸

用超临界CO2制备疏水改性聚丙烯酸;丙烯酸十八酯;超临界二氧化碳;疏水缔合     

疏水缔合水溶性聚合物P(AM/NaAA/DiAC16)的合成与性能

以双烯丙基胺和1-溴代十六烷为原料合成了疏水单体N,N-双烯丙基十六胺,采取前加碱二元胶束共聚-后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-双烯丙基十六胺)[P(AM/NaAA/DiAC16)],用FTIR、1H-NMR进行了结构表征;以芘为荧光探针,利用稳态荧光光谱法、粘度法研究了P(AM/NaAA/DiAC16)在水溶液的缔合行为.当x(DiAC16)=0.10～0.40 %时,在30℃、1mol·L-1NaCl溶液中,其Huggins常数KH小于0.80(144～0.294),表明稀溶液中缔合作用较弱.随聚合物浓度、疏水单体用量的增加,P(AM/NaAA/DiAC16)在二次蒸馏水中、1.000 mol·L-1 NaCl水溶液中,I1/I3值减少;在矿化度为19 334 μg/g盐水溶液中,水溶液的表观粘度增加、临界缔合浓度降低.结果表明,P(AM/NaAA/DiAC16)缔合行为取决于聚合物浓度、疏水单体用量及介质的极性.     

疏水缔合效应对聚丙烯酰胺类水溶液结构和流变性质的影响

以聚合物驱油为背景,研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和缔合型部分水解聚丙烯酰胺(AHPAM)水溶液的结构与流变性质的差别.通过粘度法和静态激光光散射法得到了所分析的聚丙烯酰胺的分子量,用动态激光光散射法和粘度法分析了特定AHPAM分子缔合形态,并用流变学法测定了AHPAM在地层温度与矿化度条件下的线性粘弹性与非线性流变特性.着重讨论了临界缔合浓度的概念,研究了结构和流变性质的关系,以及分析了缔合对聚合物驱油的可能影响.实验结果表明,AHPAM水溶液在宽浓度范围存在分子缔合;一般临界缔合浓度的概念实际反映在进入亚浓溶液范围分子间缔合的效应,剪切速率约为10 s-1时,剪切粘度突降数倍,反映缔合结构在剪切场中的变化,该现象在高缠结浓度下较不明显;拉伸粘度随拉伸速率变化与HPAM定性不同,该拉伸特性反映了疏水缔合近程作用的本质.     

表面活性含氟单体-丙烯酰胺共聚物溶液性质研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、十二氟庚醇(FOH)、烯丙基聚乙二醇(APEG)合成的表面活性含氟单体(FSM)与丙烯酰胺通过水溶液聚合,制备出含氟疏水缔合聚丙烯酰胺(FPAM).用表面张力法研究了FSM的胶束化,用流变仪、动态激光光散射(DLS)和原子力显微镜(AFM)表征了FPAM溶液的流变性能、缔合结构尺寸和形态.结果表明,FSM在25℃下CMC为1.28 g.L-1,表面张力为26.77 mN.m-1.FPAM溶液属于假塑性体系,临界缔合浓度为0.660%,具有一定的耐盐性.DLS和AFM表明,在低于临界缔合浓度时FPAM溶液仍能产生大量的缔合结构,FPAM分子具有很强的疏水缔合性.     

超临界二氧化碳中丙烯酸与苯乙烯共聚

以超临界二氧化碳为介质, 进行丙烯酸与苯乙烯共聚反应, 合成出具有疏水链段结构的改性丙烯酸聚合物. 研究了压力和投料比对聚合反应的影响. 用红外光谱、紫外光谱和核磁共振谱分析其结构及组成. 采用粘度计测定其水溶液粘度随pH值的变化. 研究结果表明, 该聚合物水溶液具有明显的疏水缔合作用.     

芘荧光探针法研究海藻酸钠与SDS的作用

采用芘荧光法研究了海藻酸钠(NaAlg)与十二烷基硫酸钠(SDS)在不同pH水溶液中的相互作用.以芘单体的荧光光谱第一峰与第三峰的荧光强度之比(I1/I3)及激基缔合物与单体荧光强度之比(IE/IM)来探测芘分子所处环境的极性.结果表明:NaAlg水溶液随pH值降低,出现了聚合物的疏水微区;pH从7降到5,NaAlg类似简单盐,对SDS的临界胶束浓度(CMC)有明显的影响;在pH 3时,海藻酸主链上有足够的疏水片段,使得SDS与海藻酸通过疏水性作用而聚集.NaCl对NaAlg /SDS体系的影响亦较明显.     

含二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯功能单体的缔合型乳液增稠剂的制备及表征

以甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯和不同量的功能单体二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(BEM)为原料,采用半连续乳液聚合方法合成了疏水改性碱溶性缔合型增稠剂乳液.测定了增稠剂乳液的粘度、透光率、乳胶粒粒径及其分布等性能,考察了不同固含量下乳液粘度和透光率随pH的变化情况.结果表明随着BEM用量的增加,乳胶粒粒径逐渐增大.随着pH值的增加,乳液的粘度首先迅速升高,然后缓慢下降.与不含BEM的增稠剂乳液相比,当乳液固含量大于0.5%,BEM含量占单体量低于5.0wt%时,该缔合型增稠剂的增稠效果和抗剪切性有显著提高,BEM含量较高(8.0wt%或更高)时反而使增稠效果和抗剪切性变差.在此基础上研究了增稠剂对苯丙乳液的增稠效应,结果显示BEM含量占单体量的2.5wt%时,对苯丙乳液的增稠作用最好.与使用功能单体三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯改性的增稠剂相比,含BEM的增稠剂在BEM用量较少的情况下就能起到明显的增稠效果.     

温敏两亲性接枝物PAM-g-PNIPAm的合成及表征

以巯基乙胺为分子量调节剂,以丙烯酰氯作为链端转化剂合成了不同分子量的端丙烯酰胺基聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)大分子单体;与丙烯酰胺共聚合,合成了以PNIPAm为侧链的接枝聚丙烯酰胺.用FTIR和¹HNMR方法表征了接枝聚合物与大分子单体的组成.该接枝聚合物在水溶液中具有热缔合特性及明显的温敏增稠性,水溶液的粘度在32～50℃之间随温度增加而增加.     

亚硫酸氢钠作链转移剂合成低分子量聚丙烯酸钠

采用水溶液聚合法,以K2S2O8-NaHSO3氧化还原体系为引发剂、NaHSO3为链转移剂,合成了低分子量聚丙烯酸钠.对实验条件进行了优化,结果表明:反应温度70℃,单体丙烯酸质量分数为20%~30%,NaHSO3与K2S2O8质量比为10∶1~14∶1,反应时间5h,可获得分子量为2000~4000的聚丙烯酸钠.     

水溶性疏水缔合型聚(丙烯酰胺-丙烯酸十六酯)溶液性质的研究

采用沉淀聚合法制备水溶性的丙烯酰胺－丙烯酸十六疏水缔合型共聚物,研究了共聚物水溶液的性质及其影响因素。随着疏水基团含量增加,共聚物在纯水中及NaCl溶液中的特性粘数[η]均减小,疏水基团临界缔合浓度降低。共聚物溶液浓度高于监界缔合浓度时,溶液表现粘度急剧增加,表明溶液中分子间缔合大量形成。     

含氟苯乙炔苯胺封端聚酰亚胺的合成与性能研究

设计并合成了一种含氟苯乙炔苯胺封端剂4-苯乙炔基-3-三氟甲基苯胺(3FPA),使用3FPA与4,4′-(六氟异丙基)双邻苯二甲酸二酐(6FDA)和对苯二胺(p-PDA)制备了计算分子量为5000的聚酰亚胺树脂3FPA-PI-50,并对树脂溶液、树脂模塑粉和树脂模压件的制备与性能进行了研究,实验结果表明3FPA-PI-50树脂溶液具有良好的储存稳定性,成型后树脂具有优异的热性能和热氧化稳定性,后固化后树脂玻璃化转变温度为404℃,5%热失重温度大于530℃.此外树脂具有低的介电常数和吸水率.     

改性聚合物压裂液的合成及其性能

为了提高油田压裂改造中常用水基压裂液的耐温和耐盐性能,本文以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和季铵盐型长尾疏水单体(DS)为原料,制备了疏水改性聚合物增稠剂(AAAD)。 有机硼酸盐与葡萄糖酸钠形成配合物(GS-2)为交联剂,再加入其它添加剂,AAAD通过交联反应,制备出改性聚合物压裂液。 评价了该体系的流变性、黏弹性、耐温性、抗盐性和破胶性等性能。 结果表明,压裂液在温度150 ℃、剪切速率170 s^-1条件下具有良好的流变性能;在90 ℃,破胶剂过硫酸铵质量分数为0.01%条件下,4 h即可破胶,破胶液黏度为1.6 mPa·s。     

钻井液用交联-接枝淀粉的制备及性能

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,采用“溶剂法”工艺合成了高粘度抗剪切丙烯酸钠接枝淀粉(St),考察了单体、引发剂和交联剂用量、丙烯酸中和度、反应时间及反应温度对合成交联丙烯酸钠接枝淀粉糊液粘度的影响。 结果表明,其优化反应条件为：m(淀粉)∶m(丙烯酸）=1∶1.5,乙醇质量分数为80%,过硫酸铵的用量为单体总质量的1%,交联剂为单体总质量的0.6%,反应时间2.5 h,反应温度为55 ℃,丙烯酸中和度为70%。 该交联接枝淀粉糊液具有良好的触变性,在4%盐水泥浆中的添加量为14.0 g/L时,表观粘度为26.0 mPa·s,滤失量为7.2 mL;在饱和盐水泥浆中添加量为23.5 g/L时,表观粘度为54.5 mPa·s,滤失量为3.1 mL;在80 ℃高温下老化16 h其表观粘度及滤失量等性能基本保持不变,表现出良好的增粘、降失水作用和抗盐、抗老化性能。     

含磺酸甜菜碱两性离子共聚物P(AM-co-VPPS)的合成及盐溶液性质

4-乙烯基吡啶(4-VP)与1,3-丙烷磺内酯在80℃下反应20h,合成了4-乙烯基-1-(3-磺丙基)吡啶内嗡盐(4-VPPS);并在水溶液中与丙烯酰胺(AM)单体进行自由基共聚合,获得了同时含正负离子基团的磺酸甜菜碱两性离子共聚物P((AM-co-VPPS));采用红外光谱和1H-NMR对共聚物结构和组成进行了表征;进而考察了单体组成、引发剂用量、单体总浓度及反应温度对两性离子共聚物特性黏数的影响.通过考察单体投料比与共聚物组成的关系,利用Finemann-Ross和Kelen-Tudos方法,获得AM和4-VPPS单体对的竞聚率分别为2.01、8.71和1.99、8.44.共聚物溶液性质研究结果表明,P(AM-co-VPPS)在含NaCl和CaCl2的水溶液中的特性黏数都比纯水中的大,表现出明显的反聚电解质行为.特性黏数增加的程度随共聚物中4-VPPS单元的含量和水中盐浓度增加而增大;当共聚物中4-VPPS摩尔含量为10.2%时,其在1mol/LNaCl、2mol/LNaCl和2mol/LCaCl2水溶液中特性黏数与在纯水中相比,分别增加47.3%、56.7%和56.8%.     

分散聚合法制备耐盐型两性絮凝剂及絮凝性能

以丙烯酰胺(AM)为主体,同时引入正、负2种电荷基团单体,在盐水介质中采用分散聚合法,成功制备了耐盐型两性絮凝剂（P（AM/AA/DMBAC）,简称AAB系列）。 系统地考察了分散介质、分散剂、单体浓度和链转移剂（次磷酸钠、甲酸钠）用量对两性絮凝剂AAB特性粘数和表观黏度的影响,确定了最佳反应条件为：n(AM)∶n(AA)∶n(DMBAC)=90∶5∶5,w（单体含量）=13%、w（PDAC）=6%(基于单体总质量)、w（硫酸铵）=25%(基于体系质量)、w（引发剂（VA-044））=0.2%(基于单体总质量)、ρ（次磷酸钠）=0.05 g/L、ρ（甲酸钠）=1.0 g/L,反应温度35 ℃,反应时间24 h,并通过絮凝试验评价了该两型絮凝剂的絮凝性能和耐盐性。 结果表明,在最佳反应条件下,两性絮凝剂具有较大的特性粘数（5.2 dL/g）和良好的稳定性;在高盐浓度的模拟污水中,两性絮凝剂具有使用剂量小（30×10-6）,絮团沉降速率快（2.56 s-1）等优点,表现出优异的絮凝能力和良好的耐盐性。     

咪唑型阳离子聚丙烯酰胺P(AM/MAPD)的合成

以丙烯酰胺(AM)、自制的1-(2-甲基丙烯酰氧丙基)-3-癸基咪唑盐酸盐(MAPD-Cl)为原料,通过自由基共聚合,得到了咪唑型阳离子聚丙烯酰胺P(AM/MAPD)。 红外光谱表征结果证明其为目标产物。 采用单因素考察和响应面分析法相结合,对聚合工艺条件进行了优化。 优化聚合条件为：单体总质量分数25.41%,反应温度26 ℃,引发剂(NaHSO3-(NH4)2S2O4)质量分数0.03%,反应时间10 h。 所得聚合物的特性粘数可达到12.56 dL/g。     

聚二乙基二烯丙基氯化铵的合成与表征

以二乙基二烯丙基氯化铵为原料采用过硫酸盐水溶液引发体系合成了聚二乙基二烯丙基氯化铵(PDEDAAC).探讨了单体、引发剂和助剂EDTA的浓度及温度对产物的特性粘数和单体转化率的影响,确定了适宜的工艺条件,并用元素分析、FT-IR和1H NMR对产物的结构进行了表征.结果表明,当单体浓度≥3.00 mol/L、引发剂浓度为0.015~0.020 mol/L、EDTA浓度为0.40~0.60 mmol/L、聚合反应温度为50~55℃、反应时间为6 h时,产物的特性粘数可达223 mL/g,单体转化率大于98.00%.     

高分子表面活性剂P(AM-co-OPMA)的合成与表征

辛基酚聚氧乙烯醚(10)(OP-10)与马来酸酐在95℃下反应,合成了辛基酚聚氧乙烯醚马来酸单酯(OPMA);并在水溶液中与丙烯酰胺(AM)单体进行共聚合,获得了高分子表面活性剂P(AM-co-OPMA);考察了引发剂用量、单体组成、单体总浓度及反应温度对共聚物特性粘数与阴离子度的影响.通过红外光谱、紫外光谱、荧光发射光谱和电导滴定对共聚物结构和组成进行了表征;利用视频光学接触角测量仪分别测定了共聚物表面和界面张力.结果表明,在聚丙烯酰胺分子主链上引入OPMA链节后,不仅保持了PAM优良的增稠能力(特性粘数达764.31 mL/g),且赋予了共聚物较高的表面活性(浓度为1.5 g/L共聚物水溶液的表面和界面张力分别可达53.94 mN/m和5.41 mN/m).     

离子液体中AM/AMPS/N8AM三元共聚物的合成及溶液性能

以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为亲水单体, 以N-辛基丙烯酰胺(N8AM)为疏水单体, 在离子液体[bmim]BF4中实现了疏水缔合丙烯酰胺三元共聚物的合成.     

手性取代聚(对亚苯基亚乙炔基-alt-间亚苯基亚乙炔基)的设计合成及其手性光性能研究

设计合成了两种主链结构相同、但取代方式不同的带有(-)-trans-桃金娘烷氧基手性侧基的规整连接聚(对亚苯基亚乙炔基-altr-间亚苯基亚乙炔基)(Myr-PMPE-1和Myr-PMPE-2),其中Myr-PMPE-1分子中手性取代基在分子链上均匀分布,而Myr-PMPE-2分子中手性取代基的分布则交替地存在局部"拥挤"和局部"松散".利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和圆二色谱对两种聚合物膜的手性光性能进行了研究.结果表明,退火处理对Myr-PMPE-1膜的UV吸收和荧光光谱以及光学活性的影响都不明显,其最大不对称因子|gmax|为1.62×10-4;而退火处理对Myr-PMPE-2膜影响显著,未经退火处理或退火温度≤100℃时,Myr-PMPE-2膜几乎不显示光学活性,但当退火温度高于120℃时,随着退火温度的升高和退火时间的延长,Myr-PMPE-2膜的UV吸收和荧光光谱均稍有红移,特别是膜的光学活性显著提高,经140℃退火处理4 h后,其|gmax|可达3.07×10-3,比Myr-PMPE-1膜的高出1个数量级.