丙烯酰胺共聚物乳液增稠剂的合成及性能研究

反相乳液聚合法制备丙烯酰胺聚合物研究王敏;赵丰【摘要】The polymerization of acrylamide was studied in inverse emulsion by compound initiating sys-tem. Isqparaffin was used as organic phase,aqueous solution of acrylamide was dispersed phase. The effect of variables such as oil-water ratio,emulsifier type,reaction temperature and initiator ratio were investiga-ted. When the reaction temperature was30 ℃,oil-water ratio was 1∶1,HLB value of emulsifier was 5. 8, initiator ratio was 1∶2,PAM achieved good solubility and high stab ility. In the experimental condition,the particle size of the polymer was small and the molecular weight was up to 2. 13 × 106 . The nucleation of monomer droplets has been confirmed by particle size distribution.%采用反相乳液聚合法,以液体石蜡为连续相,丙烯酰胺水溶液为分散相,使用复合引发剂,制备了聚丙烯酰胺。

考察了油水比、乳化剂类型、反应温度、引发剂配比等因素对聚合粘度的影响。

得到较好的聚合条件为：反应温度为30℃,油水比1∶1,HLB值为5.8,引发剂含量配比为1∶2。

反相乳液聚合法制备疏水缔合聚丙烯酰胺增稠剂的研究的开题报告一、研究背景和意义增稠剂是在涂料、胶水、粘合剂、油墨等工业中广泛使用的一种化学品，其主要作用是增加材料的黏稠度和粘附力，从而提高其使用效果。

常见的增稠剂包括天然胶、合成聚合物等，其中聚丙烯酰胺(Polyacrylamide, PAM)增稠剂应用广泛，可以用于垃圾填埋场、石油开采、纸浆制造等工业中。

PAM的水溶性使其在很多工业应用中无法充分发挥其增稠性能。

因此，疏水缔合聚丙烯酰胺是一种新型的聚合物增稠剂，其具有良好的耐盐性、耐酸碱性和温度稳定性，因此在石油开采、纺织印染、造纸等领域具有广泛的应用前景。

本研究将基于反相乳液聚合法，通过控制乳化剂的种类和用量、反应物的比例等因素，制备具有疏水缔合能力和良好流变性能的聚丙烯酰胺增稠剂，为其在工业领域的应用提供有力支撑，具有一定的理论和实践价值。

二、研究内容和方法1、疏水缔合聚丙烯酰胺的制备方法基于反相乳液聚合法，探究乳化剂种类和用量对疏水缔合聚丙烯酰胺制备的影响，其中乳化剂可以选用单分子膜型或非离子型等，通过对反应物的比例、pH值、温度等条件的优化，找到制备疏水缔合聚丙烯酰胺的最佳工艺参数。

2、流变性能测试和应用研究利用拉曼光谱和核磁共振谱等手段，对合成的疏水缔合聚丙烯酰胺进行表征，同时进行流变性能测试，包括粘度、剪切力、时间变化等，评估其增稠效果。

在此基础上，将其应用于实际工业生产中，探究其在油田采油、造纸生产等领域中的应用效果。

三、论文结构安排第一章：绪论阐述研究的背景、目的和意义，简要介绍国内外有关疏水缔合聚丙烯酰胺增稠剂研究的最新进展和存在的问题，提出本研究的研究思路和方法。

第二章：疏水缔合聚丙烯酰胺的制备和表征介绍反相乳液聚合法的原理和操作步骤，详细讨论乳化剂种类和用量、反应物比例、pH值和温度等条件对疏水缔合聚丙烯酰胺制备的影响，利用拉曼光谱和核磁共振对其进行结构表征。

第三章：疏水缔合聚丙烯酰胺的流变性能测试对疏水缔合聚丙烯酰胺进行流变性能测试，包括粘度、剪切力、时间变化等，评估其增稠效果，比较其与传统聚丙烯酰胺增稠剂的性能差异。

丙烯酰胺的乳液聚合丙烯酰胺乳液聚合是一种重要的聚合反应，广泛应用于涂料、纺织品、胶粘剂等领域。

本文将从丙烯酰胺的性质、乳液聚合的原理、应用领域等方面进行介绍。

我们来了解一下丙烯酰胺的性质。

丙烯酰胺是一种无色、无味、无毒的液体，具有良好的溶解性和活性。

它具有高度的反应活性，能与许多物质发生聚合反应。

丙烯酰胺的聚合反应是由于其分子中的亲电基团与亲核基团之间的反应而发生的。

乳液聚合是一种以水为溶剂，通过乳化剂将丙烯酰胺分散在水中进行聚合的方法。

乳液聚合的原理是通过乳化剂将丙烯酰胺分散在水中形成乳液，然后加入引发剂，在适当的条件下触发聚合反应。

乳液聚合的过程中，乳化剂起到了稳定乳液的作用，使丙烯酰胺能够均匀分散在水中，避免了团聚和沉淀。

乳液聚合具有许多优点。

首先，乳液聚合过程中无需使用有机溶剂，减少了对环境的污染和操作的危险性。

其次，乳液聚合可以得到高分子量的聚合物，具有良好的物理性能和化学稳定性。

另外，乳液聚合可以控制聚合反应的速率和程度，得到所需的聚合物结构和性能。

丙烯酰胺乳液聚合在许多领域都有广泛的应用。

在涂料领域，丙烯酰胺乳液聚合可以用于制备高性能的水性涂料，具有优异的耐候性和附着力。

在纺织品领域，丙烯酰胺乳液聚合可以用于改善纺织品的柔软性、耐磨性和抗皱性。

在胶粘剂领域，丙烯酰胺乳液聚合可以用于制备具有高粘接强度和耐化学性的胶粘剂。

丙烯酰胺乳液聚合是一种重要的聚合反应，具有许多优点和广泛的应用。

通过乳化剂将丙烯酰胺分散在水中，可以得到高分子量的聚合物，具有良好的物理性能和化学稳定性。

丙烯酰胺乳液聚合在涂料、纺织品、胶粘剂等领域有着广泛的应用前景。

未来，随着科技的发展和人们对环境友好型产品的需求增加，丙烯酰胺乳液聚合技术将会得到更加广泛的应用和发展。

保水性聚丙烯酰胺增稠剂的合成及评价陶蓉，崔伟，杨华，李瑞海(四川大学高分子科学与工程学院，成都610065)摘要：以高相对分子质量聚丙烯酰胺(PAM)和自制的低相对分子质量PAM进行复配实验，制备了具有优异保水性能的增稠剂，并研究了组分对其保水性能的影响规律。

实验结果表明：采用非离子型高相对分子质量PAM和低相对分子质量PAM复配，随低相对分子质量PAM中丙烯酸(AA)含量增加，保水性能逐渐提高，达到40%左右时保水效果最佳。

且其最适宜使用pH值为8左右。

关键词：保水性；增稠剂；聚丙烯酰胺；保水性测试0引言涂料的保水性是涂料的固有属性，指涂料施涂于一定介质表面保持其中游离水分不逸去的能力，其直接影响着施工操作的难易，以及施工墙面的质量。

涂料的保水性来源于涂料对游离水的亲和能力。

涂料中游离水分比较自由，易受外界因素影响而发生迁移，与墙面接触后，界面上的水分差异导致涂料水向墙面扩散，干燥时使游离水分子热运动加剧并使扩散速度加快，这些作用的结果都使游离水从涂料中逸去[1]。

为此，涂料的施工过程中往往需加入适量的保水剂。

保水剂是一种高分子电解质，在水或极性溶剂中电离产生许多离子基团，水分子进入网状结构后与这些离子以氢键键合而被吸附、牢固在网络内，由于网络具有弹性，因而可容纳大量水分子[2-4]。

目前市场上常用的保水剂主要有羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇等，但这些保水剂价格昂贵。

聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺均聚物或与其他单体共聚而得聚合物的统称，工业上凡含有50%以上丙烯酰胺(AM)单体的聚合物都泛称PAM，它是水溶性高分子中应用最广泛的品种之一[5]。

由于PAM结构单元中含有酰胺基，易形成水分子内和分子间氢键[6]，使PAM水溶液具有很高的黏度，很好的增稠、絮凝和流变调节的作用，以及使水性颜料体系的颜料取向优化，使得PAM成为目前建筑行业用涂料中性能优良的增稠剂。

但由于其与粘土表面的吸附是氢键和范德华力，在粘土上的吸附力较弱，保水性能受到一定的限制；而且单独的高相对分子质量PAM，泥浆的失水量不容易被控制住，粘土表面水化膜也太薄。

基金项目:黑龙江省自然科学基金重点项目(批准号:ZJ G0507)资助;＊通讯联系人,于涛,男,教授,研究方向为驱油用聚合物和油田应用化学,E -mail :yutao915@ ;丁伟,男,教授,研究方向为驱油用聚合物和油田应用化学,E -mail :din gwei40@ .丙烯酰胺类聚合物合成方法研究进展于　涛＊,李　钟,曲广淼,栾和鑫,杨　翠,童　维,丁　伟＊(大庆石油学院化学化工学院,大庆　163318) 摘要:丙烯酰胺类聚合物具有优异的增稠、絮凝、吸湿特性,是水溶性聚合物中重要的品种之一。

本文从水溶液聚合、分散聚合、反相悬浮聚合、反相微乳液聚合、胶束共聚合、双水相聚合、模板聚合、超临界CO 2中聚合、离子液体中聚合和活性 可控自由基聚合等方面对丙烯酰胺类聚合物的合成方法研究作了全面的总结,同时简要评述了各种合成方法的特点,认为反相微乳液聚合、离子液体中聚合及活性 可控自由基聚合等方法具备独特的优势,并对丙烯酰胺类聚合物今后的发展前景作出了预测。

关键词:丙烯酰胺;丙烯酰胺类聚合物;聚合;合成方法丙烯酰胺类聚合物是丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物的统称[1]。

丙烯酰胺类聚合物是一类具有特殊功能的线形水溶性聚合物,已广泛应用于钻井驱油、水处理、造纸、纺织印染、冶金、土壤改良等诸多领域。

分子量大小在很大程度上决定着产品的用途及功能,高分子量的聚丙烯酰胺(105～107)对许多固体表面和溶解物质有着良好的粘附力,因而应用于增稠、絮凝、阻垢、采油及生物医学材料等领域;中等分子量的可用作造纸行业的纸张干燥剂;低分子量的则用作油墨分散剂。

目前,超高分子量聚丙烯酰胺应用于三次采油时,可有效地提高原油采收率(E OR ),这已成为国内外许多油田保持高产稳产的重大技术措施之一[2]。

目前,国内外在丙烯酰胺功能性单体、合成方法、引发方式等方面研究较多,本文详细综述了近年来丙烯酰胺类聚合物合成上的一些进展。

丙烯酰胺（AM）共聚物研究进展丙烯酰胺(AM)单体的均聚物或共聚物是一类重要的水溶性聚合物，因其具有絮凝、增稠和表面活性等性能，可广泛用于造纸、纺织、印染、水处理、选矿、油田化学等领域。

尤其是通过引入具有特殊结构的AMPS单体，使聚合物的应用性能得到了进一步的提高，从而使水溶性聚合物的研究迈上了一个台阶．1、聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺类包括聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺，主要用作造纸、水处理、选矿和油田化学品，其中消耗量最大的是三次采油领域，有关资料表明，我国可大规模工业化的聚合物驱油以提高原油采收率的适宜地质储量有43.6×lO5kt，按平均提高采收率8.6%计，能增加可采储量达3.8×lO5kt，需要聚合物2.24×lO3kt.日前国内有50-60家企业生产聚丙烯酰胺，规模大小不等，其中规模较大的是焦作亿生化工厂，大庆油田化学助剂厂、广州化工部聚丙烯酰胺工程技术中心、江西农科化工有限公司、河北京冀油田化学公司和胜利长安实业公司，生产能力已超过60kt/a，基本能满足国内需要，但高质量的品种尚需从国外进口，故今后应把重点放在开发用于三次采油的高质量产品上（如提高产品的相对分子质量、耐温抗盐性和溶解性等）。

两性离子聚丙烯酰胺也是今后发展的方向，目前焦作亿生化工正在新建年产万吨聚丙烯酰胺生产线，在200t/a的中试装置上已经生产出高相对分子质量的产品。

2、丙烯酰胺多元共聚物由于丙烯酰胺均聚物在使用性能上的局限性，使得丙烯酰胺多元共聚物有了大的发展，该类共聚物在油田开发中有广泛的市场，仅作为钻井液处理剂的消耗量就近60kt/a，是20世纪80年代发展起来的一类重要的钻井液处理剂，目前有20多种型号近百种产品。

2、1 钻井液用丙烯酰胺类聚合物20世纪70年代以来，丙烯酰胺类聚合物作为钻井液的絮凝和包被剂而在钻井液中广泛应用，并逐渐发展成为一种低固相不分散钻井液体系，从而有效地控制了地层的造浆，大大地提高了井壁稳定性，在提高钻井速度方面也收到了显著的效果。