阳离子聚丙烯酰胺的反相乳液合成和其絮凝性能研究.pdfVIP

阳离子聚丙烯酰胺的反相乳液合成及其絮凝性 能研究 李建成1匡绪兵1颜学敏2闻丽1 (1长城钻探工程技术研究院，辽宁盘锦；2长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州) 捅矍：以二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺为原料，白油为连续相，反相乳液聚合制备了 DMDAAC-AM二元共聚物乳液，研究了HBL值、油水体积比及乳化剂用量对乳化体系稳定性的影响， 度、阳离子度、反应温度、引发剂用量等因素对聚合物乳液特性黏数的影响，较佳的制备条件为： 单体浓度为30％，阳离子度为30％，引发温度为50℃，引发剂用量为O．5％。用红外光谱对共聚物 进行了结构表征，结果表明产物为阳离子聚丙烯酰胺。对共聚物进行了油田污水絮凝性能评价，单 提高到95．28％，CODCr去除率提高到92．32％。 关键词 阳离子聚丙烯酰胺二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺反相乳液聚合油田污 水絮凝性能 0引言： 电解质相比，其分子结构具有大分子链上所带正电荷密度高、水溶性好、高效无毒、阳离子单元结 构稳定、pH适用范围广等优点，因此被广泛应用于石油开采、造纸、采矿、纺织印染、日用化工及 常用的聚合方法为水溶液聚合，但由于所得共聚物的相对分子质量较低，难以制得高固含量产品。 用水溶液聚合方法制备粉状产品，不仅能耗高、干燥困难，而且经常发生凝胶、结块、产品质量下 降等现象。反相乳液聚合是用非极性溶剂为连续相，聚合单体溶于水，然后借助乳化剂分散于油相 中，形成“油包水(W／o)”型的乳液而进行聚合。它为水溶性单体提供了一个具有高聚合速率和高 分子量产物的聚合方法u’州。本文以二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺为单体原料，白油为连续相， 以非离子表面活性剂作为乳化剂，以过硫酸钾为引发剂，合成了DMDAAC-AM二元共聚物反相乳液，考 察了HBL值、油水体积比及乳化剂用量对乳化体系稳定性的影响；研究了反应温度、阳离子度、单体 浓度、引发剂用量等因素对聚合物乳液特性黏数的影响；并评价了聚合物对油田污水的絮凝性能。 1实验部分 1．1主要原料及试剂 丙烯酰胺(工业品，98％)，二甲基二烯丙基氯化铵(60％水溶液)，过硫酸钾(K：S：仉，分析纯， 化学纯，天津博迪化学有限公司)，白油(化学纯，烟台三禾化学试剂有限公司)。其它试剂均为分 析纯。 1．2乳化体系的考察 在500raL的高搅杯中加入一定量的白油，然后加入适量的复合乳化剂，使之溶于白油中。实验 按照不同的配方配制不同体积的阳离子度为30％，单体含量为30％的水溶液，两者充分搅拌混合后在 液的分层情况。 ’李建成(1962-)，男，高级工程师，1983年毕业于江汉石油学院钻井泥浆专业，现主要从事钻井液室内研究及现 E-mail：jiamchcnglce@163．coln。 7l 1．3PDA乳液的合成 将一定量的白油、乳化剂、单体水溶液混合，采用高速剪切乳化机乳化lOmin。将乳液移入带有 搅拌器、恒压漏斗、通气管、回流冷凝器的250mL四口烧瓶中。通氮气搅拌30min，升温至一定的 反应温度。用恒压漏斗滴加引发剂过硫酸钾的水溶液，调节滴加速度，滴加速度不宜太快。并开始 记时，恒温反应4h后，冷却出料，得到D∞AAC-AM共聚物反相乳液产品。 1．4PDfi乳液特性黏数及红外光谱的测定 按照GB-12005．1-89的方法，在(30-0105)℃、lmol／L的NaCI水溶液中测定聚合物的特性黏度； 红外光谱图用岛津IR一440型红外仪测得(成膜法)。 1．5PDA的絮凝性能评价 质浊度的测定》(GBl3200291)中方法测定污水浊度。 2实验结果与讨论 2．1乳化体系的稳定性研究 2．1．1乳化剂种类和HLB值的筛选 本文涉及的是阳离子聚合物乳液，因此不能用传统的阴离子乳化剂，但阳离子乳化剂价格昂贵， 毒性大，有一定的阻聚作用，且乳化效果欠佳。通常而言，两种乳化剂交替使用时将使其分子交替 吸附于乳胶粒子的表面上，相当于在一种非离子乳化剂分子之间又楔入了另一种非离子乳化剂分子。 这样就增强了乳化剂在胶粒上吸附的牢度以及对胶粒的保护作用，从而使胶粒的稳定性得以提高。 同时非离子型乳化剂对胶粒具有保护作用，胶乳的稳定性由此得以提高。本文选用Span85与Tween80