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二元离子型水溶性聚合物的合成及性能评价

作　者: 赵田红
导　师: 黄志宇
学　校: 西南石油学院
专　业: 应用化学
关键词: 水溶性聚合物 聚丙烯酰胺 自由基聚合 二元离子型共聚物 抗温性 抗盐性 抗酸性 降滤失剂
分类号: O631
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


水溶液聚合物是高分子材料中最为重要、应用市场最为广泛的聚合物种类之一。它在许多领域中具有广泛的用途而成为当今高分子材料科学研究的新热点之一。聚丙烯酰胺是一种线形的水溶性聚合物，是水溶性聚合物中应用最广泛的品种之一，它由丙烯酰胺聚合而得，因此在其分子的主链上带有侧基-酰胺基，酰胺基的化学活性很大，使聚丙烯酰胺具有许多功效。但是随着石油钻探向深井、超深井和海上钻井方面发展，钻遇地层日趋复杂，对钻井液工艺技术提出了更高的要求。在抗温和抗盐性能方面提出了越来越高的要求，而聚丙烯酰胺的抗温、抗盐、抗剪切性能较差，因此其推广应用受到了限制。为了解决聚丙烯酰胺的这些缺点，扩大丙烯酰胺类聚合物应用范围，满足高温高盐油藏聚合物的需要，使其适用更为广泛，国内外的研究主要集中在以下几点：合成超高分子量的聚丙烯酰胺、丙烯酰胺与其他单体的共聚、聚丙烯酰胺的改性和聚丙烯酰胺的交联等。其中通过和新型功能单体的共聚方法是一条行之有效的途径。 自由基聚合反应在高分子合成工业中有极重要的地位，当前油田使用的许多重要高分子材料、如聚丙烯酰胺、聚丙烯腈等都采用此法而成，由于自由基聚合反应具有技术成熟、合成工艺简单、聚合反应易于控制、产品性能复现性好及品种范围广等特点，因此，此法在高分子合成工业中获得最为广泛的应用。本文结合文献，通过丙烯酰胺分别和DMDAAC(阳离子单体)、AMPS(阴离子单体)在水溶液中进行自由基共聚合，合成了两种水溶性聚合物。并分别讨论了反应条件对两种二元离子型共聚物水溶液表观粘度的影响，优选出最佳的反应条件。用粘度稀释法测定了这两种二元离子型共聚物的特性粘数；用红外光谱表征了聚合物的分子结构；同时对两种聚合物溶液性能进行了耐温、抗盐、抗酸性的评价；最后对两种离子型聚合物在泥浆中的应用进行了初步研究。

全文目录


第一章 绪论  6-18
  1．1 水溶性聚合物简介  6-7
  1．2 聚丙烯酰胺  7-8
  1．3 丙烯酰胺类聚合物  8-11
    1．3．1 钻井液用丙烯酰胺类共聚物  8-9
    1．3．2 聚丙烯酰胺在驱油中的应用  9-10
    1．3．3 丙烯酰胺类聚合物在防垢阻垢中的应用  10-11
    1．3．4 丙烯酰胺类聚合物在堵水调剖中的应用  11
  1．4 丙烯酰胺共聚物在应用中存在的问题  11-12
  1．5 丙烯酰胺共聚物的研究现状  12-16
    1．5．1 聚丙烯酰胺  12-13
    1．5．2 丙烯酰胺与其他单体的共聚合  13-14
      1．5．2．1 能提高聚合物分子主链热稳定性的单体  13
      1．5．2．2 带有大侧基或刚性侧基团的单体  13
      1．5．2．3 含有耐盐基团的单体  13
      1．5．2．4 含有耐水解基团的单体  13
      1．5．2．5 引入可抑制酰胺基水解的基团  13-14
      1．5．2．6 引入疏水基团  14
    1．5．3 合成超高分子量PAM  14-15
    1．5．4 聚丙烯酰胺的改性  15-16
    1．5．5 聚丙烯酰胺的交联  16
  1．6 聚丙烯酰胺在油田中的发展方向  16
  1．7 论文思路和意义  16-17
    1．7．1 论文思路  16-17
    1．7．2 研究意义  17
  1．8 本章小结  17-18
第二章 二元聚合物的合成  18-33
  2．1 合成方法的选择和引发机理  18-20
  2．2 实验仪器和药品  20-21
  2．3 实验步骤  21
    2．3．1 DMDAAC与丙烯酰胺共聚合实验步骤  21
    2．3．2 AMPS与丙烯酰胺共聚合实验步骤  21
  2．4 合成条件研究  21-32
    2．4．1 聚合反应时间的影响  21-23
    2．4．2 聚合反应温度的影响  23-25
    2．4．3 聚合反应单体浓度的影响  25-27
    2．4．4 引发剂加量的影响  27-28
    2．4．5 单体配比的影响  28-30
    2．4．6 PH值的影响  30-32
  2．5 本章小结  32-33
第三章 聚合物特性粘数的测定与结构表征  33-41
  3．1 特性粘数  33-38
    3．1．1 特性粘数的测定方法  33-34
    3．1．2 特性粘数的求法  34
    3．1．3 特性粘数的测定  34-35
    3．1．4 数据处理  35-38
  3．2 聚合物的红外光谱鉴定~(|70|)  38-40
    3．2．1 仪器与样品  38
    3．2．2 红外光谱分析与鉴定  38-40
  3．3 本章小结  40-41
第四章 聚合物水溶液的性能评价  41-46
  4．1 抗盐性实验  41-43
  4．2 抗温性实验  43-44
  4．3 抗酸性实验  44-45
  4．4 本章小结  45-46
第五章 泥浆性能的测试  46-51
  5．1 泥浆的失水与影响因素  46
    5．1．1 井内泥浆失水的过程  46
    5．1．2 影响泥浆失水量的因素  46
  5．2 目前降滤失剂的应用现状  46-48
  5．3 降滤失剂的作用机理  48
  5．4 二元离子聚合物在泥浆中的应用  48-50
    5．4．1 实验方案  48
    5．4．2 性能测试  48-49
    5．4．3 性能评价结果  49-50
  5．5 本章小结  50-51
第六章 结论及建议  51-53
  6．1 结论  51
  6．2 今后的工作  51-53
致谢  53-54
参考文献  54-56

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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
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