以丙烯酰胺（AM）和二甲基二烯丙基氯化銨（DADMAC）為聚合單體,自制聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（P-DMC）為分散劑,水溶性偶氮二異丁脒鹽酸鹽（V-50）為引發(fā)劑,以乙醇-水體系為分散介質(zhì),采用分散聚合法合成了陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺乳液降阻劑。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)確定了共聚物合成的較佳條件:單體配比n（AM）∶n（DADMAC）=6∶1,單體加量占聚合體系總質(zhì)量的40%（w）,分散劑加量對(duì)單體總質(zhì)量占比為8%（w）,分散介質(zhì)m（乙醇）∶m（水）=50%,引發(fā)劑加量對(duì)單體總質(zhì)量占比為0.2%（w）,聚合溫度60℃,反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)8 h。結(jié)果表明,合成產(chǎn)物穩(wěn)定性良好,分子量達(dá)1.26×10⁶,在礦化度為30 000 mg/L的模擬水中黏度保持率達(dá)78.6%,質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%的聚合物溶液降阻率最高可達(dá)66.4%,可在10 min內(nèi)完全溶解,在頁(yè)巖氣井壓裂開采過(guò)程中具有廣闊的應(yīng)用前景。 

【文章來(lái)源】：應(yīng)用化工. 2020,49(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

單體配比對(duì)聚合物抗鹽性能(a)與相對(duì)分子質(zhì)量(b)的影響

固定單體配比n(AM)∶n(DADMAC)=6∶1,分散劑加量為單體總質(zhì)量的6%,分散介質(zhì)m(乙醇)∶m(水)=45%,引發(fā)劑加量為單體總質(zhì)量的0.2%,反應(yīng)溫度60 ℃,考察不同單體加量對(duì)產(chǎn)物抗鹽性能與分子量的影響,結(jié)果見圖2。由圖2可知,單體加量從25%提高到40%時(shí),聚合物抗鹽性能保持平穩(wěn),在礦化度為30 g/L的鹽水中黏度保留率均>75%,分子量也持續(xù)增長(zhǎng)。這是因?yàn)殡S著單體加量的提高,體系內(nèi)單體自由基濃度不斷增加,自由基間碰撞幾率增大,反應(yīng)速率隨之加快,聚合度增大,動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)增加,導(dǎo)致分子量增大,這符合自由基聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律[14]。當(dāng)單體加量提高至45%時(shí),由于隨之提高的分散劑加量使體系黏度大幅增大,加劇了聚合反應(yīng)凝膠效應(yīng),同時(shí)大量的單體自由基導(dǎo)致反應(yīng)速率過(guò)快,發(fā)生爆聚生成凝膠,聚合物抗鹽性能和分子量均降低[15]。因此,確定單體加量較佳條件為40%,此時(shí)聚合物抗鹽性能為75.28%,分子量為1.25×106。

聚合物的FTIR譜圖分析見圖3。由圖3可知,3 450 cm-1處吸收峰對(duì)應(yīng) —CONH2中N—H鍵的伸縮振動(dòng),3 200 cm-1處弱吸收峰對(duì)應(yīng)烯丙基團(tuán)中的C—H鍵的伸縮振動(dòng);2 960,2 870 cm-1 處吸收峰歸屬于季銨基團(tuán)中 —CH3的伸縮振動(dòng);1 700 cm-1處出現(xiàn)的尖峰對(duì)應(yīng) —CONH2中 C = Ο 鍵的伸縮振動(dòng);1 440～1 480 cm-1處的吸收峰對(duì)應(yīng)烯丙基團(tuán)中 —CH2的剪式振動(dòng);1 190 cm-1處吸收峰對(duì)應(yīng)N—H的伸縮振動(dòng)。以上特征吸收峰說(shuō)明分子結(jié)構(gòu)中含有AM、DADMAC的特征基團(tuán),證明了合成產(chǎn)物為預(yù)期的AM/DADMAC共聚物。

【參考文獻(xiàn)】：
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