【摘要】：針對(duì)苛刻油藏條件下三次采油中聚合物驅(qū)油劑耐溫、耐鹽性能差的問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)、合成了耐溫、抗鹽、抗老化特性優(yōu)良的梳型結(jié)構(gòu)的四元聚丙烯酰胺。首先采用威廉姆遜(Williamson)醚合成法,以烷基酚聚氧乙烯醚、對(duì)氯甲基苯乙烯主要原料,經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)合成了功能單體VO1,并通過(guò)柱色譜進(jìn)行分離純化,計(jì)算產(chǎn)率為58%。經(jīng)紅外光譜(FT-IR)和核磁共振氫譜(~1H-NMR)分析證實(shí),反應(yīng)產(chǎn)物即目標(biāo)功能單體VO1。篩選了適宜的乳液體系,以制備性能優(yōu)良的四元聚丙烯酰胺。研究了油相的種類、乳化劑的類型、復(fù)配比及用量、油水質(zhì)量比等對(duì)乳液穩(wěn)定性和聚丙烯酰胺產(chǎn)物性狀的影響。最終確定了以液體石蠟為油相、Span80和Op-10為復(fù)配乳化劑、m(Span80):m(Op-10)為9:1、乳化劑用量為8%、油水質(zhì)量比為1:1的乳液體系,在此條件下乳液體系最穩(wěn)定,通過(guò)聚合反應(yīng)能夠得到粉末狀的固體產(chǎn)物。以丙烯酰胺(AM)為主要原料,引入功能單體VO1、陰離子單體丙烯酸(AA)、耐溫抗鹽單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),采用過(guò)硫酸鉀(K_2SO_8)/亞硫酸氫鈉(NaHSO_3)氧化還原引發(fā)體系,通過(guò)反相乳液聚合法合成具有梳型結(jié)構(gòu)的四元聚丙烯酰胺。考查了總單體濃度、功能單體VO1用量、AMPS用量、引發(fā)劑濃度、水相pH、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等條件對(duì)聚合物溶液粘度的影響。結(jié)果表明,反相乳液合成的最佳工藝條件為:總單體濃度為30%、AMPS用量為10%、VO1用量為3%、引發(fā)劑用量為0.4%、溶液pH值為8、反應(yīng)溫度為35℃、反應(yīng)時(shí)間為4 h。此時(shí)聚合反應(yīng)的產(chǎn)率為86%,產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量為9.6×10~6。通過(guò)FT-IR驗(yàn)證四元梳型聚合物的分子結(jié)構(gòu),證實(shí)合成的聚合物是目標(biāo)產(chǎn)物。另外,考察了四元梳型聚合物的溶解性、耐溫、抗鹽、抗老化性能。研究表明,四元梳型聚丙酰胺溶解性良好,溶解時(shí)間小于3 h;與普通部分水解聚丙烯酰胺HPAM(分子量為1.8×10~7)相比,四元梳型聚合物的耐溫、抗鹽、抗老化性能優(yōu)良。80℃下,濃度為800 mg/L的梳型聚合物溶液,粘度保持率為75%;當(dāng)NaCl濃度為3500 mg/L時(shí),聚合物溶液的粘度保持率達(dá)到70%;在45℃下將聚合物溶液放置15d后,其粘度保持率依然能夠達(dá)到58%。因此,四元梳型聚合物的耐溫、抗鹽、抗老化性能要明顯強(qiáng)于普通均聚的HPAM。
【圖文】：

HPAM堿性水解過(guò)程

圖 1-3 反相乳液聚合機(jī)理示意圖Figure 1-3 Schematic diagram of the mechanism of Inverse Emulsion Polymerization（1）分散階段：微量單體和乳化劑以分子分散狀態(tài)溶解水中，形成水溶液連續(xù)相即真溶液。當(dāng)乳化劑濃度達(dá)到臨界膠束濃度（CMC）時(shí)，，乳化劑分子就
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE357.46

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本文編號(hào)：2605100