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疏水单体MDH的合成、疏水缔合水溶性聚合物AM/MDH的制备及其溶液性能研究

李爱霞  
【摘要】: 水溶性聚合物虽然已在石油和天然气工业中得到了广泛的应用,并扮演着越来越重要,甚至起决定性作用的角色,但随着钻井深度的增加,石油和天然气开采过程中日益苛刻和复杂的条件却给水溶性聚合物的应用提出了严峻的挑战。 对此,本论文开拓新思路,以聚氨酯的主要原料多异氰酸酯(如MDI)、丙烯酸和高级脂肪醇为基础,设计和合成一类新型的疏水缔合单体(MDH)一对-丙烯酰胺基-苯甲基苯氨酯。并以NaHSO_3/MnSO_4作引发体系,引发疏水缔合单体MDH和丙烯酰胺进行自由基胶束聚合,得到了一类侧链上含有两个苯环和长链烷基的氨酯型的疏水缔合水溶性聚合物AM/MDH。用红外光谱证实了单体和聚合物的结构。 实验探讨了不同侧链链长的疏水聚合物AM/MDH及不同表面活性剂作用下共聚物溶液的增粘效果,得出当侧链上烷基碳原子数n=8及用十二烷基苯磺酸钠作表面活性剂时,合成的共聚物具有较好的增粘性能;用正交试验法对聚合物的合成条件进行了优化,研究结果表明合成聚合物的最佳实验条件为:引发剂浓度0.2%,疏水单体摩尔用量0.5%,丙烯酰胺(AM)浓度10-15%,表面活性剂用量0.75%。 论文研究了新型缔合聚合物AM/MDH稀溶液的盐增粘性;考察了聚合物稀溶液的抗温性、pH值效应;分析溶液中聚合物AM/MDH与外加表面活性剂的相互作用;并初步研究了剪切速率对缔合聚合物溶液的比浓粘度的影响等等。 实验结果表明,AM/MDH缔合聚合物具有较好的增粘和抗盐能力,展现出独特的应用前景。


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