论文部分内容阅读
聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物是一类新型的精细功能高分子产品,是现代水溶性合成高分子聚电解质中最重要的品种之一。它广泛应用于化工、冶金、地质、煤炭、石油、造纸、轻纺、水处理等工业部门。在石油工业领域,近年来聚合物驱油技术作为油田稳产的重要手段,在原油生产中起着不可替代的作用。聚合物驱油主要是在注入水中加入一定浓度的水溶性高分子聚合物以增加溶液的粘度,减小油水粘度差,改善流度比,扩大波及系数,以提高原油采收率。大庆油田自实施聚合物驱油以来,产量明显增加,含水率下降,说明聚合物驱油取得了较好的驱油效果。 本论文采用均聚后水解工艺,使用双官能度引发剂和两段聚合法进行了适合三次采油用部分水解超高分子量聚丙烯酰胺的聚合及水解条件的探索,详细研究了单体浓度、引发剂加入量、还原剂加入量、还原剂与引发剂的摩尔比、引发温度、偶氮二异丁腈加入量、EDTA(乙二胺四乙酸二钠)加入量、链转移剂(HCOONa)加入量、Na3PO4·12H2O加入量以及水解时间和水解温度等对聚丙烯酰胺分子量的影响。研究结果表明,当单体浓度为25%、引发剂加入量为45μ mol·L-1(其中AM溶液的密度以水的密度计)、还原剂加入量为54μ mol·L-1(其中AM溶液的密度以水的密度计)、还原剂与引发剂的摩尔比为1.2:1、偶氮二异丁腈加入量为9.852mg·mol-1(对单体)、EDTA在体系中的浓度为0.15mmol/L(AM溶液的密度以水的密度计)、Na3PO4·12H2O加入量为2.84mg·mol-1、水解时间为2.5h、水解温度为90℃时所制备的聚丙烯酰胺的分子量较高,其分子量最高达到3348万,水解度在20%~30%可调,水溶性亦较好,适合三次采油用。 此外,本论文采用碘量法和溴化法还初步研究了双官能度引发剂的热分解动力学及氧化还原引发体系下对丙烯酰胺的聚合动力学。同一引发剂分子中含有两个活性基团的化合物,叫做双官能度自由基引发剂。双官能度引发剂为自由基聚合注入了活力,人们正在逐步认识到双官能度引发剂的优良性能。但是,这一领域的工作还处于初始阶段,如聚合动力学的研究只限于聚苯乙烯体系,并且只限于热分解型引发剂,其他聚合体系及氧化还原型双官能度引发体系的动力学研究目前还是空白。因此,我们的研究工作在理论上有着重大的意义。初步研究结果为,双官能度引发剂热分解级数为1级,热分解频率因子为6.63×1010,热分解活化能为82.6KJ/mol;聚合速率对单体浓度的反应级数为2.73级,对还原剂的反应级数为1.45级,对引发剂的反应级数为1.35级,表观活化能为0.38KJ/mol。另外,依据聚合动力学的研究结果作出了假定,提出了q值的概念。