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疏水缔合水溶性聚合物的合成及性能研究

作　者: 孙晋红
导　师: 景晓燕
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 应用化学
关键词: 三次采油 疏水缔合聚合物 临界缔合浓度 缔合作用 溶液性能
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 69次
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内容摘要


本文在综合分析了丙烯酰胺类聚合物在三次采油中的作用、三次采油对丙烯酰胺类聚合物的性能要求以及疏水缔合水溶性聚合物的研究现状和发展趋势的基础上,针对存在的主要问题,设计和合成了能够满足三次采油基本要求的新型疏水缔合水溶性聚合物,研究了它的溶液性能,总结了微观分子结构和溶液宏观性能之间的关系,还对新型聚合物在三次采油中的应用前景进行了展望。为满足新型聚合物合成需要,合成了多种类型的功能单体并对其结构进行了表征。由丙烯酰胺、两种疏水性功能单体经胶束聚合反应得到三元共聚聚丙烯酰胺,通过FTIR、1HNMR手段对合成的三种典型的聚合物的结构进行了表征。对合成出的三种疏水缔合聚合物的溶液性能进行了研究。用粘度法测定了聚合物的分子量,结果发现在不同条件下合成的三种HMPAM分子量有很大差异,HMPAM1、HMPAM2、HMPAM3分子量依次增加；通过荧光测定及粘度一浓度关系曲线均可看出,HMPAM共聚物随分子量增加,其临界缔合浓度降低,缔合作用增强；通过测定HMPAM溶液的流变性考察了HMPAM的耐盐耐温性能及稳定性能,结果发现分子量是影响溶液流变性的首要因素,分子量最高的HMPAM3在各种条件下(高温、高矿化度、剪切及长期老化)的粘度保留值最大；对比观察了普通PAM及HMPAM在纯水及盐水溶液中的聚集形态,结果发现与普通聚丙烯酰胺相比,疏水改性聚丙烯酰胺显示了良好的聚集体形态,进一步说明了疏水改性聚丙烯酰胺能发挥疏水缔合的积极作用。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-31
  1.1 丙烯酰胺类聚合物  11-13
    1.1.1 概述  11-12
    1.1.2 在三次采油中的作用  12-13
  1.2 三次采油对丙烯酰胺类聚合物的性能要求  13-15
    1.2.1 聚合物的水溶性  14
    1.2.2 聚合物的增粘性  14
    1.2.3 聚合物的良好稳定性  14-15
  1.3 疏水缔合水溶性聚合物溶液性质的影响因素  15-20
    1.3.1 浓度的影响  15-16
    1.3.2 疏水基团的影响  16-17
    1.3.3 聚合物分子量的影响  17-18
    1.3.4 温度的影响  18-19
    1.3.5 无机盐的影响  19
    1.3.6 剪切速率的影响  19-20
  1.4 疏水缔合水溶性聚合物的合成  20-27
    1.4.1 合成方法  20-22
    1.4.2 合成条件  22-27
  1.5 研究现状及发展方向  27-30
    1.5.1 存在的问题  27-28
    1.5.2 发展方向  28-30
  1.6 研究目的和内容  30-31
    1.6.1 研究目的  30
    1.6.2 主要研究内容  30-31
第2章 单体的合成及结构表征  31-39
  2.1 实验材料  31-32
  2.2 单体的合成和结构表征  32-38
    2.2.1 阳离子型  32-33
    2.2.2 阴离子型  33-34
    2.2.3 非离子型  34-38
  2.3 本章小结  38-39
第3章 聚合物的合成及结构表征  39-50
  3.1 实验材料  39-40
  3.2 聚丙烯酰胺的合成  40-44
    3.2.1 合成步骤  40-41
    3.2.2 合成条件的选择  41-44
  3.3 聚合物的结构表征  44-49
    3.3.1 聚合物的分子结构  44
    3.3.2 傅立叶红外光谱(FTIR)  44-47
    3.3.3 核磁共振(~1HNMR)  47-49
  3.4 本章小结  49-50
第4章 疏水缔合型聚合物溶液性能的研究  50-71
  4.1 实验材料  50
  4.2 聚合物的相对分子量  50-53
    4.2.1 粘度法测定分子量  51-52
    4.2.2 分子量测定步骤  52-53
    4.2.3 结果与讨论  53
  4.3 聚合物溶液的缔合作用  53-56
    4.3.1 芘荧光探针  53-55
    4.3.2 溶液的制备及实验步骤  55
    4.3.3 结果与讨论  55-56
  4.4 聚合物的水溶液性能  56-67
    4.4.1 聚合物的增粘性能  57-59
    4.4.2 聚合物的耐温性能  59-61
    4.4.3 聚合物的耐盐性能  61-64
    4.4.4 聚合物的抗剪切性能  64-65
    4.4.5 聚合物的长期稳定性  65-66
    4.4.6 聚合物的污水配制注应性  66-67
  4.5 聚合物溶液的微观状态  67-70
    4.5.1 扫描电镜  67-68
    4.5.2 溶液制备  68
    4.5.3 结果与讨论  68-70
  4.6 本章小结  70-71
结论  71-72
参考文献  72-80
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  80-81
致谢  81

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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