高强度吸水树脂的合成及性能评价

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1、第29卷第5期精细石油化工2012年9月SPECIALITYPETROCHEMICALS高强度吸水树脂的合成及性能评价关海萍，杨旭，汤明娟，陶震，万用波(西南石油大学化学化工学院，四川成都610500)摘要：吸水树脂作为调剖剂，在地层中吸水膨胀，封堵大孔道，起到调整吸水剖面，提高采油效率的目的。采用水溶液聚合法，以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为聚合单体，聚乙二醇双丙烯酰胺为交联剂合成高强度吸水树脂。讨论了交联剂的用量、单体浓度为、单体比例、引发剂用量和聚合反应温度对吸水树脂性能的影响。吸水树脂吸盐水后强度最高的反应条件为

2、：聚乙二醇(PEG)的相对分子质量为400，交联剂用量为4％，单体浓度为40％，n(AM)：”(AA)一2．5，引发剂用量为o．04％，"(氧化剂)：n(还原剂)=1，聚合温度为30～35℃。最优化条件下吸盐水率可达86g／g。关键词：吸水树脂丙烯酰胺丙烯酸调剖剂中图分类号：0626．32文献标识码：A吸水树脂作为功能性材料被用于石油调剖技值。恒温水浴条件下反应一定时间，得到亮黄色术中，其机理是树脂在高含水层孑L道表面产生吸的液体。附与在孔道中捕集和堵塞作用。在水的浸泡下，1．2．2高吸水树脂的制备树脂吸水膨胀，封堵大孔道，

3、迫使水流转向，波及向烧杯中加入一定量的AA，用NaOH水溶中低渗透区，起到调整吸水剖面，提高采油效率的液调节适当的中和度，依次加入AM、适量的复合目的。在树脂的合成中常用的交联剂为N，N一亚交联剂，用去离子水调节至合适的单体浓度，再加甲基双丙烯酰胺，但树脂吸水后树脂强度较差，比人引发剂，将烧杯至于恒温水浴锅中反应。将合较碎u。4J。成的吸水树脂剪碎，烘干。笔者以聚乙二醇(PEG)与丙烯酰胺(AM)反1．2．3吸盐水率的测定应的产物作为交联剂(该交联剂的链段比常规交称取一定量的树脂加人装有1％NaCl溶液联剂N，N一亚甲基双丙

4、烯酰胺的链段长，吸水能的烧杯中，静置72h至吸水饱和，用医用纱布将力高)，采用中低温复合引发体系，低温引发剂先吸水后的树脂过滤至无水滴下。称出吸水后树脂发生反应，随着反应温度的升高，中温引发剂发生的质量，按下式计算吸盐水率：作用产生二次引发，提高吸水树脂的相对分子质Q一(M2一M1)／M1(1)量，树脂强度得到提高。采用水溶液聚合法口]，式中：Q为吸盐水率，g／g；M，为吸盐水前树脂的氧化还原引发体系[6]，以丙烯酸(AA)和AM为质量，g；Mz为吸盐水后树脂的质量，g。聚合单体合成高吸水树脂，并对吸水树脂的聚合1．2．4树

5、脂强度的评价体系进行研究。采用感官评价法。1实验部分2结果与讨论2．1PEG相对分子质量对高吸水树脂性能的影1．1原料丙烯酰胺，CR，成都科龙公司；PEG、浓HCl、响丙烯酸、氢氧化钠，AR，成都科龙公司。实验考察PEG的相对分子质量对吸盐水率1．2实验步骤的变化的影响，结果见图1。由图1可见：随着1．2．1交联剂聚乙二醇双丙烯酰胺的制备收稿日期：2012一04一05；修改稿收到日期：2012—08—10。在装有冷凝管和搅拌器的三口烧瓶中加入去作者简介：关海萍(1988一)．女，硕士在读，主要从事堵水调离子水，依次加入AM和

6、PEG，调节适当的pH剖剂的研究。Email：guanhaiping1226@163．com。中国调剖网www.tiaopou.com不只是调剖石油人专业技术学习交流平台！68精细石油化工2012年9月PEG相对分子质量的增加，吸盐水率先增大后降小，当单体质量分数为45％时，产物的吸盐水倍低。当PEG相对分子质量为600时，吸盐水率最数最高，达到96g／g。随单体质量分数的增加产高，达到120g／g。当PEG相对分子质量为400物吸水树脂强度先升高后降低，单体质量分数为时，产物的强度最好。40％时，强度最高。PEG相对分子质

7、量的大小决定了网状空间单体质量分数的变化主要影响反应的散热情的大小。当PEG相对分子质量较小时，交联的分况和聚合物相对分子质量的大小，由于在溶液聚子链之间的空间很小，水分子进入的比较少。当合中，单体质量分数低时，聚合反应速率慢，聚合相对分子质量较大时，分子链之间的距离较大，网物相对分子质量小，甚至溶于水，故吸盐水率较状空间较大，进入的水分子比较多，很难保持规则低，强度也较差；单体质量分数过高时，由于聚合的网状空间，产物吸水后出现近似于溶于水的状过程中散热困难，易引起爆聚，而使吸盐水率较态。为保持产物有较好的强度，选择相对分子

8、质低，强度变差。量为400的PEG作为交联剂合成的原料。州单体)，％图3单体质量分数对吸盐水率的影响PEG相对分于质量图1PEG相对分子质量对吸盐水率的影响2．4单体比对高吸水树脂性能的影响2．2交联剂的用量对高吸水树脂性能的影响固定其他反应条件，考察单体质量配比对吸固定其他反应条件，改变