耐溫聚丙烯酰胺共聚物的合成及性能研究.pdf

1、耐溫耐溫聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺共聚物共聚物的合成及性能合成及性能研究研究SynthesisPropertiesofHighTemperatureresistantPolyacrylaes學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)研究生：李亞瓊指導(dǎo)教師：郭睿威副教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一三年五月摘要隨著聚丙烯酰胺（PAM）在壓裂、暫堵和調(diào)剖驅(qū)油方面應(yīng)用向高溫油藏區(qū)擴(kuò)展，提高其耐溫耐鹽抗剪性能成為當(dāng)前的迫切研究課題。引入耐水解單體改變共聚物結(jié)構(gòu)和在水溶液中添加穩(wěn)定劑是

2、主要手段。為獲得可適應(yīng)高溫條件下應(yīng)用的聚合物組成和配方，本文通過測試聚丙烯酰胺水溶液在不銹鋼老化罐中150℃下的粘度變化，研究了不同穩(wěn)定劑對PAM在有氧條件下高溫穩(wěn)定性的影響規(guī)律。以AN、NVP和AMPS為耐水解單體合成了不同組成的改性聚丙烯酰胺共聚物P（AMAMPS）、P（AMAN）、P（AMNVP）、P（AMANNVP），研究了它們在高溫下的水解動(dòng)力學(xué)，以及溫度、pH值對水解過程的影響；本文還以1溴代十二烷和1溴代十六烷與N(3二甲

3、氨基丙基)甲基丙烯酰胺季銨化單體QDMAC12和QDMAC16為疏水單體和丙烯酸（AA）、AM進(jìn)行溶液共聚，合成了疏水改性聚丙烯酰胺共聚物，研究了疏水單體結(jié)構(gòu)和含量對聚合物溶解性、臨界締合濃度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，還原性的亞硫酸鹽、硫化鈉具有良好的除氧效果，2000ppm亞硫酸鹽、硫化鈉可以使含飽和溶解氧的PAM水溶液在150℃穩(wěn)定20天以上。添加甲醛、硫脲、NN二甲基甲酰胺及二甲基丙二胺等犧牲劑可以進(jìn)一步提高PAM水溶液的耐熱氧化降解

4、能力。以丙烯腈與AM共聚可以降低PAM的水解速度和極限水解度；在NVPAM共聚體系中加入適量的AN可以提高NVP在共聚物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，提高丙烯酰胺共聚物的耐水解性能。QDMAC12和QDMAC16等疏水單體可以與AM和AA進(jìn)行均相水溶液共聚，在疏水單體濃度小于其CMC時(shí)，制得的聚合物具有很好地溶解性能；而當(dāng)疏水單體濃度大于其CMC時(shí)，制備的共聚物很難溶解，加入表面活性劑也未能改善較高含量疏水單體時(shí)共聚物的溶解性。隨共聚物中疏水單體含量增