国外聚丙烯酰胺共聚物的研究现状
在国外,美国埃克森研究出工程公司的D.N.Schulz等人、MeCormick等人及Bock等人对疏水缔合耐温抗盐聚丙烯酰胺共聚物做了大量的研究。
1.美国南密西西比大学McCormick等人用十二烷基硫酸钠作表面活性剂,以过硫酸钾为引发剂,合成了不同疏水侧链长度及不同单体含量AM/N-烷基丙烯酰胺,并对共聚物水溶液在不同浓度、不同矿化度、温度、剪切速度下的性质进行了实验。在实验中发现,随着疏水链长度的增加,共聚物水溶液的黏度下降。AM/C3AM与AM/C10AM共聚物,在疏水单体投料超过0.75%时仍可溶于水,超过1.0%后就不再溶于水。当疏水单体比例增加时,溶液的表现黏度对溶液浓度的依赖性增加。当溶液的浓度达到临界浓度时,表观黏度发生突跃,这是由于疏水缔合作用引发的。当疏水单体投料为0.75%(摩尔分数)时,AM/C10AM共聚物在0.342mol/L的NaC1溶液中配制浓度为2mg/L的溶液时,该溶液在25摄氏度条件下的表观黏度为9mPa.s,符合驱油的要求。
2.Mccrmick等人在共聚物分子链上引入了离子基团,增加了疏水缔合水溶性聚合物在水溶液中的溶解性。通过此方法改性的疏水缔合聚合物在水溶液中的性能受静电斥力与疏水缔合作用的影响。静电斥力倾向于使分子链扩张,增大流体力学体积。采用胶束聚合的方法合成了3种疏水缔合共聚物:AM/C10AM/NaA、AM/C10AM/AMPS和AM/C10AM/NaMB。它们在水溶液中显示出典型聚电解质的高效增粘性。当加入小分子电解质后,静电荷被屏蔽,同时介质的极性增加。在临街缔合浓度以下,分子链收缩,流体力学体积减小,溶液的表观黏度减小;在临界缔合浓度以上,缔合作用受离子基团的种类与主链距离的影响。
3.Bock等人研究出了水解度为18%的特性黏度分别为0.20L/g、0.76L/g、和0.84L/g的3中N-正辛基丙烯酰胺AM的共聚物,在2%的盐浓度与给定聚合物浓度下,随聚合物特性黏度的增加,共聚物溶液黏度显著增加,缔合作用明显增强。
4.美国埃克森研究与工程公司的SchulzD.N.等人通过不加入表面活性剂,而直接使用表面活性大的单体,如丙烯酸聚氧乙烯酯,丙烯酰胺基烷基乙磺酸等,它们同时含有疏水基与亲水基,采用传统的自由基水溶液共聚的方法合成了疏水缔合共聚物,当它们与丙烯酰胺共聚物时,得到的聚合物在盐水中具有较高的黏度,能够达到驱油的要求。
5.Bock等人采用胶束聚合的方法,以过硫酸钾为引发剂,在水溶液中通过自由基聚合的方法合成了AM/C8AM/NaN三元共聚物。研究表明,该缔合聚合物具有独特的流变性能,由于疏水基的存在,发生缔合作用,流体力学体积增大,在盐水中具有很好的增粘作用。
油田的应用越来越多,应在现有的基础上实现该类产品的工业化,降低生产成本,逐步完善其性能,不断满足油田勘探开发的需要。还应尽快研制与开发出一种超级耐温、抗盐能力好且性能优良、利于环境保护的新型单体,来满足探井钻井和高温油藏驱油的需要。
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