AAMAC聚合物黏均分子量的影響因素及其阻垢效果研究.pdf

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1、2011年8月鄒瑋等．AA／MAC聚合物黏均分子量的影響因素及其阻垢效果研究23AA／MAC聚合物黏均分子量的影響因素及其阻垢效果研究鄒瑋，唐善法，歐陽向南(長江大學(xué)石油工程學(xué)院，荊州434023)[摘要]合成了丙烯酸(AA)／丙烯酸甲酯(MAC)二元共聚物油田用阻垢劑，研究了單體物質(zhì)的量比、引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度及反應(yīng)時間對產(chǎn)物相對分子質(zhì)量的影響。實驗結(jié)果表明，增加丙烯酸用量、延長反應(yīng)時間及提高聚合反應(yīng)溫度，均可增大AA／MAC聚合物的相對分子質(zhì)量；但引發(fā)劑用量增大，聚合物相對分子質(zhì)量下降。阻垢實驗表明，AA／MAC聚合物的相對分子質(zhì)量對阻鈣垢效果存

2、在最佳值。[關(guān)鍵詞]AA／MAC共聚物相對分子質(zhì)量影響因素阻垢效果丙烯酸類共聚物阻垢劑目前被普遍用于油田土一，、的油水井及管線設(shè)備。該類阻垢劑的阻垢性能與=l、一，I多方面的因素有關(guān)，其中相對分子質(zhì)量的影響尤式中，為黏均相對分子質(zhì)量；K和值在為顯著，而其相對分子質(zhì)量又與合成時的單體配一定范圍內(nèi)為常數(shù)，可借鑒聚丙烯酸鈉的相關(guān)參比、引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度以及反應(yīng)時間有關(guān)?。數(shù)值，即K=15．47×10一，=0．9；"r／為含丙烯酸筆者合成了丙烯酸(AA)／丙烯酸甲酯(MAC)二共聚物的特性黏數(shù)，采用烏氏黏度計以五點稀釋元共聚物油田用阻垢劑，研究了合成條件對

3、其相法測定。對分子質(zhì)量的影響，以及共聚物的相對分子質(zhì)量1．4阻鈣垢性能的測定對其阻垢性能的影響。改變單體配比、引發(fā)劑用量、聚合溫度及反應(yīng)1實驗部分時間等聚合條件，合成不同相對分子質(zhì)量的二元1．1主要藥品及儀器共聚物，通過阻垢率表征阻垢效果，考察相對分子丙烯酸、丙烯酸甲酯、亞硫酸鈉、過硫酸銨、氯質(zhì)量對阻鈣垢效果的影響。具體的評價方法參照化鈉，均為分析純。SY／T5673-1993(油田用防垢劑性能評定方法》。JJ一1多功能攪拌器；CS501超級恒溫水浴2結(jié)果與討論鍋；滴液漏斗；三口燒瓶；烏氏黏度計；恒溫水槽。2．1黏均相對分子質(zhì)量的影響因素1．2AA／

4、MAC二元共聚物的合成2．1．1單體物質(zhì)的量比向裝有電動攪拌器、滴液漏斗的三口燒瓶中固定引發(fā)劑的用量(以單體總質(zhì)量計，下同)加人定量的丙烯酸、丙烯酸甲酯、亞硫酸鈉和蒸餾為10％，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時間為2h，改變水，升溫并攪拌，溫度達到一定值時再同時滴加剩2種單體的物質(zhì)的量比，考察單體物質(zhì)的量比對余的丙烯酸、丙烯酸甲酯混合物和過硫酸銨溶液，黏均相對分子質(zhì)量的影響，結(jié)果如圖1所示?？刂频渭铀俣?，并保持反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)一段時AA／MAC共聚物的黏均相對分子質(zhì)量隨著單體間后冷卻并調(diào)整pH=7，得到所需共聚物阻垢劑物質(zhì)的量比的提高而增大。因為隨著丙烯酸

5、單體MACo的量不斷增加，競聚率增大，使得聚合產(chǎn)物的相對1．3黏均相對分子質(zhì)量的測定分子質(zhì)量不斷增大。在聚合物的研究工作中，多采用黏度法測定聚合物的黏均相對分子質(zhì)量。此方法所需設(shè)備簡單，操作方便且能達到研究所需的精密度。黏均收稿日期：2011—06—20。作者簡介：鄒瑋，在讀碩士研究生，主要從事油田水處理的相對分子質(zhì)量計算式如下：研究。精細(xì)石油化工進展第●12卷?第8期，，’ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS6O0O固定單體物質(zhì)的量比為6：l，引發(fā)劑用量為10％，反應(yīng)時間為2h，改變反應(yīng)溫度，考察反應(yīng)溫卷5600度對聚合產(chǎn)物黏均

6、相對分子質(zhì)量的影響，結(jié)果如5200圖3所示。產(chǎn)物的黏均相對分子質(zhì)量隨著聚合溫莨萎480o度的升高而不斷增大，反應(yīng)溫度達到60℃時，黏榛均相對分子質(zhì)量達到最大值，為53ll。原因是溫44O0度的升高加快了自由基活性單體的生成，自由基之間的碰撞幾率增大，使得反應(yīng)速率加快，產(chǎn)物的n(從)：(MAC)黏均相對分子質(zhì)量也隨之提高。圖1單體物質(zhì)的量比對黏均相對分子質(zhì)量的影響2．1．4反應(yīng)時間2．1．2引發(fā)劑用量固定單體物質(zhì)的量比為6：1，引發(fā)劑用量為固定單體物質(zhì)的量比為6：1，反應(yīng)溫度為10％，反應(yīng)溫度為60℃，改變反應(yīng)時間，考察反應(yīng)60℃，反應(yīng)時間為2h，改變

7、引發(fā)劑的用量，考察時間對黏均相對分子質(zhì)量的影響，結(jié)果如圖4所引發(fā)劑用量對AA／MAC共聚物黏均相對分子質(zhì)示。在反應(yīng)后1—2h內(nèi)黏均相對分子質(zhì)量的增量的影響，結(jié)果如圖2所示。其他條件一定時，增長速度較快，之后增長速度較為緩慢，但總體呈增加引發(fā)劑用量，AA／MAC共聚物的黏均相對分子加趨勢。原因是隨著反應(yīng)時間的增加，聚合度增質(zhì)量呈明顯下降趨勢。原因是隨著引發(fā)劑用量的大。反應(yīng)初期單體和引發(fā)劑的濃度都很高，單體增加，引發(fā)效率提高，分子間反應(yīng)趨勢增大，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率快，黏均相對分子質(zhì)量的增長速度也快；隨總速率不斷提高，從而導(dǎo)致產(chǎn)物的黏均相對分子著時間的延長，單體和

8、引發(fā)劑被逐漸消耗，單體轉(zhuǎn)質(zhì)量呈下降趨勢?；蕼p慢，因而黏均相對分子質(zhì)量的增長速度趨于緩慢直至不變化。蛔瞧刪塞