耐温抗盐聚丙烯酰胺的合成、表征及性能研究

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1、摘要聚丙烯酰胺(PAM)作为增稠剂被广泛用作三次采油的驱替剂，提高其耐温、耐盐和抗剪切能力是聚丙烯酰胺驱剂改进的重要方向。其中超高分子量水解聚丙烯酰胺(HPAM)和疏水改性聚丙烯酰胺是当前耐温耐盐聚丙烯酰胺驱剂应用与研究的主要品种。本文研究了超高分子量水解聚丙烯酰胺水解度和分子量的测定法，并对阳离子型疏水改性聚丙烯酰胺的合成与流变性能进行了研究。本文合成了不同分子量的PAM及同一聚合度不同水解度h的HPAM。对比研究了指定pH值电位滴定、电导滴定法测定HPAM水解度h的适用性。采用光散射法测定了PAM的分子量Mw，并测定了PAM及HPAM在30℃，1MNaa一柠檬酸。K2HP04溶

2、液体系中的特性粘数h】。建立了在30"0，1MNaCl．柠檬酸．KzI-IP04溶液体系中PAM分子量Mw：3．75．106-20．4．106的MHS方程：【叩】-5．987+10。3M0”3及I-IPAM的M与母体PAM分子量Mw：3．75"106-16．1．106，h：0．40mol％的条件下的MHS方程：【叩】·3．54x104M。“8196+5．175x10-4(1一h172埽·M。1’027研究表明，第一个方程与国标GB12005．1．89相符合，误差不超过10％；后一个方程具有良好的理论基础，有良好的精度和较宽的适用范围，误差一般在15％之内，尤其对于水解度在4．35％

3、之间的HPAM，误差一般在10％之内。其中，对于中高或低分子量的PAM及HPAM的【砌，可以采用Huggins、Kraemer方程来求取，剪切速率对Huggins参数KH及Kracmer参数l(k几乎没有影响；而对于超高分子量的PAM和HPAM的h]，可以采用Schulz--Blaschke或者Huggins方程之一来求取，出现Kk>>KH。磁一0是由于高剪切速率的缘故。以甲基丙烯酸二甲胺基乙酯fDM)的长链烷基季铵盐DMAC8、DMACl2和DMACl6与丙烯酰胺共聚合成了不同碳链长度、不同疏水基含量的高分子量阳离子型疏水改性聚丙烯酰胺(CHMPAM)，研究了疏水基结构、含量及第

4、三共聚单体用量对CHMPAM溶解性、水溶液流变行为的影响。实验表明，十六烷基季铵化单体DMACl6合成的CHMPAM溶解性较差，辛烷季铵化单体DMAC8合成的CHMPAM疏水改性效果较差，而十二烷基季铵化的DMACl2合成的CHMPAM具有较显著的增稠作用。加入NaAMPS合成的两性HMPAM，其粘度显著增加，有望成为开发高盐度储层和海上采油时提高原油采收率的新一代聚合物。关键词：聚丙烯酰胺特性粘数分子量耐温抗盐阳离子疏水改性DM季铵盐ABSTRACTPolyacrylamide(P』址Discommonlyusedasthickeningagentinthethirdproces

5、sofoilre,,cⅪvery,andtoimproveitstemperature—resistance，salt—resistanceandshear-resistancearethekeyaspects．Theultrahighmolecularweightpartiallyhydrolyzedpolyacrylamide(re'AM)andhydrophobically-modifiedpolyacrylamidesarethetwomainproductsoftemperature-·resistanceandsalt--resistancepolyacrylamide

6、swhichareusedasthickeningagents．Inthisthesis，themeasurementofhydrolysisdegreeandmolecularweightofultrahighmolecularweightpartiallyhydrolyzedpolyacry!amidewasstudied，andthesynthesisandrheologicalpropertiesofcationhydrophobically-modifiedpolyacrylamideswerealsoinvestigated．Inthispaper,differentm

7、olecularweightofPAMandHPAMwithvarioushydrolysisdegreefromthesamePAMweresynthesized．TheapplicabilityofpHpotentiometertitrationandconductancetitrationwhichwereusedtomeasurethehydrolysisdegreeofHPAMwascomparativelystudied．TheMolecularweigh