一种两性离子聚合物酸液稠化剂的制备及性能研究

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本文设计合成了两性离子聚合物(AD-1),它是由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)与不饱和季铵盐阳离子单体采用水溶液聚合和反相乳液聚合方法共聚合成的两性离子聚合物。在水溶液聚合中通过正交实验设计分析了反应条件:单体浓度及配比、引发剂用量、反应温度、反应时间、溶液pH值对共聚物分子量的影响,得到了较好的聚合方案:单体总质量分数为25%,阳离子单体加量为单体总加量的13(w)%,w(引发剂):0.6%,反应温度:45℃,反应时间:4h,pH值:7,所得聚合物特性粘数可达272mL/g。为了进一步提高单体加量及聚合物分子量,以水溶液聚合中较好的反应条件为基础,分别考察单体占水相的质量分数、乳化剂占油相的质量分数、反应温度及油水体积比在反相乳液聚合中对共聚物特性粘数的影响,得出较优合成条件:油水体积比3:7,w(乳化剂):6%,单体总质量分数为水相的55%,阳离子单体加量为单体总加量的13%,w(引发剂):0.6%,pH值为7,反应温度在50℃,反应6h,所得聚合物特性粘数可达303mL/g。并采用红外光谱表征了聚合物产品的分子结构。 室内实验评价了两性离子聚合物(AD-1)作为酸液稠化剂的性能,评价标准参照中华人民共和国石油天然气行业标准(SY/T6214-1996)。实验结果表明:合成的两性离子共聚物在酸液中增稠效果好,酸液表观粘度可达24mPa.s,抗剪切能力强,剪切稳定性高达94.44%,热稳定性最好可达91%,与各种酸液添加剂配伍性较好,还有较好的抗盐能力,在石油生产及其它领域都有广阔的开发前景。
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