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疏水缔合阳离子淀粉的合成及性能评价

刘煜  
【摘要】: 淀粉来源广,价格低,可生物降解,是一种理想的绿色原材料,以其为基材合成的各种改性淀粉在石油领域用途广泛。其中,疏水缔合阳离子淀粉除了含阳离子基团外,还含有少量疏水基团,从而能够具备疏水缔合水溶性聚合物的独特性能,有望在石油开采方面具有更广阔的应用前景。 本文通过胶束聚合法,以可溶性淀粉为基材,二甲基二烯丙基氯化铵为阳离子单体,丙烯酸十六酯为疏水单体,与丙烯酰胺一起进行接枝共聚,合成了疏水缔合阳离子淀粉(简记为PSADH)。研究了引发剂用量、单体与淀粉比、表面活性剂用量、阳离子单体用量、pH值、反应温度、反应时间对共聚反应的影响,得出了最佳反应条件:引发剂浓度为2.2×10-3mol/L、单体与淀粉质量比为2.5:1、表面活性剂质量分数为3%、阳离子单体质量分数为15%、体系pH值为6、反应温度50℃、反应时间4h。 在PSADH溶液性质方面,研究了聚合物浓度、盐度、温度、剪切速率以及表面活性剂对PSADH溶液表观粘度的影响规律。结果表明:在临界缔合浓度以上,PSADH溶液表现出一定的增粘性、耐温抗盐性和抗剪切性。此外,适量的表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)可使PSADH溶液表观粘度大幅度增大。 本文对PSADH的堵水性能进行了评价,并对其在油田絮凝、增粘方面的应用进行了初步探讨;同时,结合PSADH的分子结构特点,对其在上述三方面的作用机理进行了分析和讨论。结果表明:作为油田用堵水剂,PSADH具有一定的耐温性,以及良好的耐盐、耐冲刷和油水选择性,而且,PSADH冻胶体系也具有较好的堵水性;作为絮凝剂和钻井液用增粘剂,PSADH也具有一定的应用可行性。


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