高強(qiáng)度吸水樹脂的合成及性能評價

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1、第29卷第5期精細(xì)石油化工2012年9月SPECIALITYPETROCHEMICALS高強(qiáng)度吸水樹脂的合成及性能評價關(guān)海萍，楊旭，湯明娟，陶震，萬用波(西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，四川成都610500)摘要：吸水樹脂作為調(diào)剖劑，在地層中吸水膨脹，封堵大孔道，起到調(diào)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)為聚合單體，聚乙二醇雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑合成高強(qiáng)度吸水樹脂。討論了交聯(lián)劑的用量、單體濃度為、單體比例、引發(fā)劑用量和聚合反應(yīng)溫度對吸水樹脂性能的影響。吸水樹脂吸鹽水后強(qiáng)度最高的反應(yīng)條件為

2、：聚乙二醇(PEG)的相對分子質(zhì)量為400，交聯(lián)劑用量為4％，單體濃度為40％，n(AM)：”(AA)一2．5，引發(fā)劑用量為o．04％，"(氧化劑)：n(還原劑)=1，聚合溫度為30～35℃。最優(yōu)化條件下吸鹽水率可達(dá)86g／g。關(guān)鍵詞：吸水樹脂丙烯酰胺丙烯酸調(diào)剖劑中圖分類號：0626．32文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A吸水樹脂作為功能性材料被用于石油調(diào)剖技值。恒溫水浴條件下反應(yīng)一定時間，得到亮黃色術(shù)中，其機(jī)理是樹脂在高含水層孑L道表面產(chǎn)生吸的液體。附與在孔道中捕集和堵塞作用。在水的浸泡下，1．2．2高吸水樹脂的制備樹脂吸水膨脹，封堵大孔道，

3、迫使水流轉(zhuǎn)向，波及向燒杯中加入一定量的AA，用NaOH水溶中低滲透區(qū)，起到調(diào)整吸水剖面，提高采油效率的液調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)闹泻投?，依次加入AM、適量的復(fù)合目的。在樹脂的合成中常用的交聯(lián)劑為N，N一亞交聯(lián)劑，用去離子水調(diào)節(jié)至合適的單體濃度，再加甲基雙丙烯酰胺，但樹脂吸水后樹脂強(qiáng)度較差，比人引發(fā)劑，將燒杯至于恒溫水浴鍋中反應(yīng)。將合較碎u。4J。成的吸水樹脂剪碎，烘干。筆者以聚乙二醇(PEG)與丙烯酰胺(AM)反1．2．3吸鹽水率的測定應(yīng)的產(chǎn)物作為交聯(lián)劑(該交聯(lián)劑的鏈段比常規(guī)交稱取一定量的樹脂加人裝有1％NaCl溶液聯(lián)劑N，N一亞甲基雙丙

4、烯酰胺的鏈段長，吸水能的燒杯中，靜置72h至吸水飽和，用醫(yī)用紗布將力高)，采用中低溫復(fù)合引發(fā)體系，低溫引發(fā)劑先吸水后的樹脂過濾至無水滴下。稱出吸水后樹脂發(fā)生反應(yīng)，隨著反應(yīng)溫度的升高，中溫引發(fā)劑發(fā)生的質(zhì)量，按下式計算吸鹽水率：作用產(chǎn)生二次引發(fā)，提高吸水樹脂的相對分子質(zhì)Q一(M2一M1)／M1(1)量，樹脂強(qiáng)度得到提高。采用水溶液聚合法口]，式中：Q為吸鹽水率，g／g；M，為吸鹽水前樹脂的氧化還原引發(fā)體系[6]，以丙烯酸(AA)和AM為質(zhì)量，g；Mz為吸鹽水后樹脂的質(zhì)量，g。聚合單體合成高吸水樹脂，并對吸水樹脂的聚合1．2．4樹

5、脂強(qiáng)度的評價體系進(jìn)行研究。采用感官評價法。1實驗部分2結(jié)果與討論2．1PEG相對分子質(zhì)量對高吸水樹脂性能的影1．1原料丙烯酰胺，CR，成都科龍公司；PEG、濃HCl、響丙烯酸、氫氧化鈉，AR，成都科龍公司。實驗考察PEG的相對分子質(zhì)量對吸鹽水率1．2實驗步驟的變化的影響，結(jié)果見圖1。由圖1可見：隨著1．2．1交聯(lián)劑聚乙二醇雙丙烯酰胺的制備收稿日期：2012一04一05；修改稿收到日期：2012—08—10。在裝有冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中加入去作者簡介：關(guān)海萍(1988一)．女，碩士在讀，主要從事堵水調(diào)離子水，依次加入AM和

6、PEG，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膒H剖劑的研究。Email：guanhaiping1226@163．com。中國調(diào)剖網(wǎng)www.tiaopou.com不只是調(diào)剖石油人專業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)交流平臺！68精細(xì)石油化工2012年9月PEG相對分子質(zhì)量的增加，吸鹽水率先增大后降小，當(dāng)單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45％時，產(chǎn)物的吸鹽水倍低。當(dāng)PEG相對分子質(zhì)量為600時，吸鹽水率最數(shù)最高，達(dá)到96g／g。隨單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加產(chǎn)高，達(dá)到120g／g。當(dāng)PEG相對分子質(zhì)量為400物吸水樹脂強(qiáng)度先升高后降低，單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為時，產(chǎn)物的強(qiáng)度最好。40％時，強(qiáng)度最高。PEG相對分子質(zhì)

7、量的大小決定了網(wǎng)狀空間單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化主要影響反應(yīng)的散熱情的大小。當(dāng)PEG相對分子質(zhì)量較小時，交聯(lián)的分況和聚合物相對分子質(zhì)量的大小，由于在溶液聚子鏈之間的空間很小，水分子進(jìn)入的比較少。當(dāng)合中，單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)低時，聚合反應(yīng)速率慢，聚合相對分子質(zhì)量較大時，分子鏈之間的距離較大，網(wǎng)物相對分子質(zhì)量小，甚至溶于水，故吸鹽水率較狀空間較大，進(jìn)入的水分子比較多，很難保持規(guī)則低，強(qiáng)度也較差；單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高時，由于聚合的網(wǎng)狀空間，產(chǎn)物吸水后出現(xiàn)近似于溶于水的狀過程中散熱困難，易引起爆聚，而使吸鹽水率較態(tài)。為保持產(chǎn)物有較好的強(qiáng)度，選擇相對分子

8、質(zhì)低，強(qiáng)度變差。量為400的PEG作為交聯(lián)劑合成的原料。州單體)，％圖3單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)對吸鹽水率的影響PEG相對分于質(zhì)量圖1PEG相對分子質(zhì)量對吸鹽水率的影響2．4單體比對高吸水樹脂性能的影響2．2交聯(lián)劑的用量對高吸水樹脂性能的影響固定其他反應(yīng)條件，考察單體質(zhì)量配比對吸固定其他反應(yīng)條件，改變