AM/AA/APEG/NANB共聚物的合成与性能研究

通过丙烯酰胺(AM),丙烯酸(AA),烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)和N,N-二烯丙基苄胺(NANB)制备共聚物P(AM/AA/APEG/NANB)。确定了最佳反应条件:m(AM)∶m(AA)=6.5∶3,APEG为5 wt%,NANB加量0.2 wt%,pH为7,反应温度40℃,引发剂0.4 wt%。通过IR和1H NMR确定了聚合物的分子结构,并对其进行性能测试。结果表明:2000 mg·L-1的AM/AA/APEG/NANB溶液具有较好的流变性能(120℃,粘度保留率:38.56%;1000 s-1,粘度保留率:17.93%)和抗盐性能(20 000 mg·L-1Na Cl,2000 mg·L-1Mg Cl2或Ca Cl2,粘度保留率分别为22.14%、18.34%和15.33%),且提高采收率可达16.12%。     

水溶性AM/AA/AOCA/DANA四元共聚物驱油剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM),丙烯酸(AA),N,N-二烯丙基-3-吡啶甲酰胺(DANA)和N-烯丙基辛酰胺(AOCA)为单体,采用过硫酸铵-亚硫酸氢钠((NH_4)_2S_2O_8-NaHSO_3)氧化还原引发体系合成了一种新型水溶性四元共聚物AM/AA/AOCA/DANA。确定了最佳反应条件:m(AM)/m(AA)=6:4、DANA=0.16 wt%,AOCA=0.15wt%、pH值7、引发剂0.3 wt%、单体浓度20 wt%、聚合温度50℃。通过红外、核磁氢谱、环境扫描电镜以及特性粘数对AM/AA/AOCA/DANA进行了结构表征。该聚合物较部分水解聚丙烯酰胺相比具有明显的抗温(100℃,粘度保留率:31.55%)抗剪切(1000 s~(-1),粘度保留率:32.31%)以及抗盐性能(11000 mg·L~(-1)NaCl,粘度保留率:41.77%;1500 mg·L~(-1)MgCl_2,粘度保留率:39.83%;1500 mg·L~(-1)CaCl_2,粘度保留率:34.81%;);驱油实验表明该聚合物较水驱相比能够提高原油采收率达12.04%。     

含环糊精结构四元共聚物驱油剂的制备及性能研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、二烯丙基胺甲磺酸钠(SDMS)、6-O-烯丙基-β-环糊精(DPTD)为原料,合成了一种新型四元共聚物AA/AM/SDMS/DPTD。确立了该聚合物的最佳合成条件,通过红外光谱(IR)对该聚合物结构进行了表征。该聚合物具有较好的抗温、抗盐、流变性能:在120℃时,2 000 mg·L~(-1)的聚合物溶液的黏度保留率为58.8%;在10 000 mg·L~(-1)的NaCl浓度下,聚合物溶液粘度保留率达到10.6%;在1 000s~(-1)的剪切速率条件下,2 000 mg·L~(-1)的聚合物溶液的黏度保留率可以达到10.2%。通过室内模拟岩芯驱替实验表明,该聚合物能够将模拟原油采收率提高12.1%。     

水溶性驱油剂AM/AA/NVP/EDMA的合成及性能

由乙二胺和马来酸酐制备了新型树枝状功能单体(EDMA),在此基础上由丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和EDMA合成了新型树枝状水溶性四元共聚物AM/AA/NVP/EDMA。通过红外光谱及核磁共振氢谱对AM/AA/NVP/EDMA四元共聚物进行了表征。探讨了共聚物的粘浓关系和耐温、抗剪切性能和提高采收率能力。结果表明,在相同质量浓度下共聚物的增粘效应远大于HPAM;在90℃的高温条件下,5000mg·L-1的共聚物溶液的粘度为881.0 mPa·s;经过500s-1的高剪切速率剪切2min后溶液粘度为807.0mPa·s;岩心驱替实验表明在70℃下,注入0.3PV 1500 mg·L-1共聚物溶液后转注水至含水率为98%,提高采收率为17.7%。     

一种含β-环糊精和孪尾疏水结构的聚合物驱油剂的制备与溶液性能

以丙烯酰胺、丙烯酸、2-O-(烯丙基氧基-2-羟基丙基)-β-环糊精和N-烯丙基-N-十二烷基油酰胺为主要原料,制备一种含大位阻和孪尾疏水基团的新型共聚物驱油剂。该驱油剂表现出较好的增粘(2000 mg·L-1的驱油剂溶液表观粘度可达670.1 m Pa·s)、耐温(80℃下粘度保留率为93.70%)、抗盐(20000 mg·L-1的Na Cl、2000 mg·L-1的Ca Cl2或2000 mg·L-1的Mg Cl2下,溶液的粘度保留率分别为37.80%、35.14%或33.69%)及抗剪切(1000 s-1时,粘度保留率为7.69%)性能。在总矿化度为9964 mg·L-1、温度为70℃时,2000 mg·L-1的共聚物溶液能建立RF和RRF分别为14.39和5.58,可提高模拟原油的采收率达14.87%。     

一种四元共聚物磷酸盐粘土稳定剂的合成与性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、(1-二甲氨基)-烯丙基磷酸(DMAAPA)和N-烯丙基油酰胺(CON)为原料,制备了一种水溶性磷酸盐共聚物AM/AA/DMAAPA/CON。确定了最佳合成条件:AM:AA:DMAAPA:CON=69.6:30.0:0.2:0.2(wt%)、pH=7、引发剂加量为0.2 wt%、单体浓度20 wt%、聚合反应温度40℃。对共聚物进行了IR和NMR表征。该聚合物表现出较好的增粘性、抗剪切、耐温和耐盐性能;0.8 wt%的共聚物溶液防膨率达到80.12%,与1.0 wt%的KCl复配后,防膨率达到96.54%。     

丙烯酰胺四元共聚磺酸盐的合成及性能研究

由丙烯酰胺、马来酸酐、N-乙烯基吡咯烷酮和烯丙基磺酸钠在过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原引发体系下合成了一种新型的AM/MA/NVP/SAS四元共聚物。确立了最佳反应条件:n(AM)/(MA)=6:2(mol)引发剂用量0.5 wt%,反应温度45℃,反应时间为5 h,pH为8;并通过红外光谱分析确认了AM/MA/NVP/SAS四元共聚物结构。当NaCl,CaCl2浓度分别在10000 mg/L,3000 mg/L时,AM/MA/NVP/SAS四元共聚物的表观粘度可保持在20 mPa.s左右,而粘度保留率约为30%。     

亚硫酸酯盐型共聚物的合成及性能研究

以2-(3-甲基丙烯酰胺丙基二甲氨基)乙基亚硫酸内盐(MAPES)和双烯丙基十二烷基苯磺酰胺(DDBSA)为功能单体,在(NH_4)_2S_2O_8-NaHSO_3引发体系下改性部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)制备了一种水溶性亚硫酸内盐型两性离子聚合物驱油剂AM/AA/MAPES/DDBSA。通过黏弹性、耐温抗盐抗剪切等流变测试以及室内模拟岩心驱替实验研究了两性离子聚合物提高采收率的能力,结果表明了在同等条件下,0.2 wt%亚硫酸内盐型共聚物溶液比部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)具有更好的增黏性(845.3 m Pa.s)、抗剪切性(1000 s~(-1),94.2 m Pa·s)、耐温性(100℃,94.8 m Pa·s),抗老化性(80℃下进行10天的老化性测试,黏度保留率达到25%)以及抗盐性(NaCl:30 g·L~(-1),81.8 m Pa·s;MgCl-2和CaCl_2:3 g·L~(-1),77.4、77.9 m Pa·s)。0.2 wt%共聚物溶液在模拟油藏环境下(地层水矿化度:9374.13 mg·L~(-1),油藏温度75℃),提高采收率(EOR)达到了11.5%。     

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.     

带相反电荷疏水缔合聚合物之间协同效应的研究

通过自由基聚合合成了丙烯酰胺(AM)/丙烯酸钠(Na AA)/十六烷基二甲基烯丙基氯化铵(C16-DMAAC)的共聚物AP,丙烯酰胺(AM)/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)/C16DMAAC的共聚物DP,并通过红外光谱与1H-NMR对聚合物的结构进行了表征.同时,在10000 mg/L的Na Cl溶液中,将聚合物AP和DP混合后得到复合溶液,通过黏度、流变及荧光测试探究了2种带相反电荷聚合物之间的协同效应及机理.表观黏度测试表明,当AP与DP的质量比为7∶3时,复合溶液的表观黏度远高于AP和DP溶液的表观黏度,说明聚合物之间产生了显著的协同效应.当p H=6~8时,聚合物AP和DP溶液之间的协同效应较强.当聚合物浓度为2000 mg/L,Na Cl浓度为15000 mg/L时,AP和DP的表观黏度分别为19.9、4.2 m Pa·s,而复合溶液的表观黏度高达370.2 m Pa·s,表现出较强的抗盐性能.对比复合溶液与单一聚合物溶液的平台区模量(G0)和特征松弛时间(TR),发现复合溶液缔合点的密度和强度都高于单一聚合物溶液;对比复合溶液及单一聚合物溶液的I3/I1和Ie/Im值,发现复合溶液疏水微区数量高于单一聚合物溶液.     

一种超支化疏水缔合聚合物的制备与性能评价

首先制备了疏水单体2-丙烯酰胺基十四烷磺酸,在此基础上又以改性Si O2功能单体为反应核制备了超支化疏水缔合聚合物(HBPAM),结构经红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征证实。HBPAM在低浓度时主要是分子内缔合,表观黏度低,随着浓度的增加,分子内缔合逐渐变为分子间缔合,又因其独特的三维立体网状结构,溶液黏度显著增加。与梳形KYPAM相比,HBPAM在耐温抗盐及抗剪切方面有较高的优势:升温到85℃时黏度保留率为62.2%;100000mg·L-1Na Cl、150000 mg·L-1Na Cl、500 mg·L-1Mg Cl2、1000 mg·L-1Mg Cl2、500 mg·L-1Ca Cl2、1000 mg·L-1Ca Cl2时的黏度保留率分别为233.0%、132.9%、64.4%、26.1%、66.2%、15.7%;3400rpm/min剪切30s后HBPAM的黏度保留率为69.8%,比KYPAM高10.9%。在60℃烘箱中的30d老化实验证明,HBPAM比KYPAM有明显抗老化能力,尤其是在高矿化度条件下优势更明显。     

一种聚合物Mannich碱驱油剂的合成与性能研究

以丙烯酰胺(AM)、N-羟甲基丙烯酰胺(AM/HMAM)、甲醛和二甲胺为主要原料,制备了一种聚合物Mannich碱驱油剂。通过红外以及特性粘数对该Mannich碱进行了结构表征。该Mannich碱具有较好的耐温抗盐能力:105℃时,粘度保留率为60.42%;ρ(NaCl)=8 000 mg·L-1时,粘度保留率为50.07%。岩芯驱替实验表明该Mannich碱能建立较好的阻力系数(16.0)和残余阻力系数(4.2),并能提高模拟原油采收率12.92%。     

AM/AA/DMDAAC/OAM疏水缔合的两性共聚物的合成及性能研究

以十八醇为原料,制备长链疏水单体N-十八烷基丙烯酰胺(OAM)。以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、N-十八烷基丙烯酰胺(OAM)为单体,通过胶束聚合法合成了水溶性疏水缔合两性四元共聚物。利用FT-IR、1HNMR、DTA-TG对聚合物的结构和热稳定性进行分析,考察了疏水基团摩尔分数、聚合物浓度对聚合物溶液表观粘度、储能模量、耗能模量等流变性能的影响,并对四元共聚物溶液的性能进行评价。结果表明,疏水两性共聚物具有很好的耐温、抗盐、耐剪切等优异性能。     

一种咪唑啉结构疏水缔合聚合物合成与溶液性质

通过自由基胶束共聚法,在氧化还原引发体系下以丙烯酰胺(AM),丙烯酸钠(Na AA),二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)及1-(2-N-烯丙基氨乙基)-2-油酸基咪唑啉(NIPA)共聚合成了一种含咪唑啉结构的缔合聚合物。考察了单体配比、p H及引发剂浓度等条件对聚合反应的影响。通过FT-IR、1H NMR分析对聚合物进行了结构表征。实验发现:该聚合物具有较好的耐温性、抗剪切及抗盐性能(120oC:其粘度保留率达28.12%;1000 s-1:其粘度保留率达16.74%;16000 mg/L的Na Cl:粘度保留率为25.99%;2600 mg/L1的Mg Cl2:粘度保留率为22.48%;2600 mg/L的Ca Cl2:粘度保留率为18.10%)。在室内模拟岩芯驱替实验中,该聚合物可提高采收率16.65%。     

一种喹啉阳离子聚合物粘土水化抑制剂研究

以丙烯酰胺(AM),烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)和溴化烯丙基喹啉(QAB)为单体,制备了一种阳离子聚合物AM/APEG/QAB。考察了单体配比、pH、引发剂浓度以及温度等合成条件对防膨率的影响。对聚合物进行了FTIR、1H NMR及TG表征。研究了不同浓度下聚合物溶液的防膨率,并利用XRD研究了聚合物溶液对钠蒙脱土(Na-MMT)层间距的影响。结果表明:该聚合物在浓度为2 wt%时的防膨率能达到78%。与低浓度的KCl互配不仅能够有效降低Na-MMT层间距到15.80,同时能够将岩心在水中浸泡后压入硬度保留率从42.6%提高至75.0%。     

一种三元共聚物磷酸盐的合成及性能研究

由丙烯酰胺、丙烯酸、3-二甲胺基烯丙基磷酸在过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原引发体系下合成了一种新型的AM/AA/DMAAPA三元共聚物.确立了最佳反应条件:AM/AA= 3/1(wt％),引发剂用量0.5wt％,pH为7,反应温度为40℃;并通过红外光谱分析确认了AM/AA/DMAAPA三元共聚物结构.当Na+;Cab,...     

基于共轭聚电解质荧光恢复测定胰蛋白酶及其抑制剂

在1.0×10-5 mol·L-1共轭聚电解质(CPE)溶液中加入聚精氨酸(Arg6)溶液至其质量浓度达15mg·L-1,反应稳定后,CPE的荧光发生猝灭,猝灭程度达90%。加入不同浓度的胰蛋白酶(TPS)溶液反应,当TPS质量浓度达1mg·L-1时,该体系的荧光强度可恢复至原来的80%。基于上述以CPE作为荧光探针和TPS对CPE-Arg6反应体系的荧光恢复效应,可实现对CPS的实时、免标记检测,其检出限(3S/N)达0.1mg·L-1。在上述反应体系中,将CPS的质量浓度固定在1mg·L-1,然后加入不同浓度的胰蛋白酶抑制剂(TPSI)溶液,随TPSI浓度的增加,CPE的荧光恢复速率明显减慢,根据这一现象,实现了实时检测TPSI。     

聚烯丙基氯化铵模板对AM/AA共聚物结构的影响

采用IR,1H-NMR和13C-NMR研究了聚烯丙基氯化铵(PAAC)模板对丙烯酰胺(AM)/丙烯酸(AA)共聚产物结构的影响,发现这种模板对共聚物P(AM/AA)序列结构和分子量有重要影响.由于共聚合体系中AA单体在PAAC模板聚合物上预组装,使得模板体系共聚物比无模板体系共聚物的AA和AM序列长度显著增加.这种类似多嵌段结构得到pKa′测定的进一步验证.另外模板分子量大小,模板和AA单体摩尔比,AM和AA摩尔比对共聚物结构的影响也进行了研究.应当指出这种模板聚合产物分离模板后仍有少量不能分离掉的PAAC聚合物存在.     

油醇系浓缩缔合聚合物压裂液增稠剂的合成及其性能研究

以丙烯酰胺(AM),2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠(AMPSNa)和甲基丙烯酸十六烷基酯(MPA)为单体[n(AM)∶n(AMPSNa)∶n(MPA)=35∶4.5∶0.5],0.1%过硫酸钾/亚硫酸氢钠为引发剂,于35℃聚合4 h合成了一种疏水缔合聚合物型压裂液增稠剂(AF),其形貌和增稠性能经TEM和流变仪表征。结果表明:AF在水溶液中可形成密集的空间网络结构;CACAF为1 200 mg·L-1。以白油为外相,甲醇为内相,AF为增稠剂,制备了油醇浓缩缔合聚合物压裂液增稠剂CAF,其性能经流变仪和表面张力仪表征。结果表明:0.65%CAF于140℃/170 s-1剪切1 h,表观黏度为77.1 m Pa·s,高温抗剪切性较好;于95℃破胶3 h,破胶液表观黏度,表面张力和残渣含量分别为1.32 m Pa·s,26.9 m N·m-1和25.8 mg·L-1,破胶返排性较好。     

聚烯丙基氯化铵模板存在下丙烯酰胺-丙烯酸共聚合反应动力学研究

丙烯酰胺 (AM)和丙烯酸 (AA)模板共聚合是以聚烯丙基氯化铵 (PAAC)模板存在下 ,在水溶液中进行 ,在这体系中 ,模板PAAC和单体AA有很强的相互作用 ,而单体AM与模板则没有作用 .应用膨胀计和电导滴定方法研究了影响聚合反应速度的各种因素 ,得到的结果指出 ,在聚烯丙基铵模板作用下共聚合反应遵循Ⅰ型 (zip)模板聚合反应机制 ,速度最高值出现在模板单元T与单体AA等摩尔比 (T AA =1)处 ,这表明在反应溶液中PAAC和单体AA具有很强的相互作用 .测得它们的竞聚率分别为r1 =2 6 8(AA)和r2 =0 4 4 (AM) ,与没有模板存在时相比 ,大幅度增高的r1 值表明此共聚合反应 ,生成AA长序列结构的可能性大大增加 .同时发现聚合反应速度分别和单体浓度及引发剂浓度的 1 1和 0 83次方成正比 ,由于模板的作用数值高于常规值 .