反相乳液聚合
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Chenmical Intermediate当代化工研究134科研开发2017·03反相乳液聚合法合成交联聚合物研究*王姗姗1 2(1.海洋石油高效开发国家重点实验室 北京 1000282. 中海油研究总院 北京 100028)摘要:以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用反相乳液聚合法合成了系列交联聚合物。
讨论了交联剂的加入对聚合物特性粘度的影响,考察了主要反应条件对聚合反应及产物性能的影响,确定了最佳合成条件:油水体积比为1:1,单体浓度为30%(占水相),乳化剂用量7%(占油相)。
关键词:反相乳液;聚合物;合成中图分类号:T 文献标识码:ASynthesis of the Cross-linked polymer by Inverse Emulsion PolymerizationWang Shanshan(1.State Key Laboratory of Offshore Oil Exploration, Beijing, 100028OOC Research Institute, Beijing, 100028)Abstract :A series of cross-linked polymer was synthesized by the method of inverse emulsion polymerization using N ,N-methylenebis-acrylamide as a cross-linking agent. The effect of cross-linking agent on the intrinsic viscosity was discussed. The influence of the main reaction conditions on the polymerization and the properties was investiged. The optimum reaction conditions were obtained as follows: volume ratio of oil to water =1∶1,monomer concentration 30% (in oil phase) and emulsifier concentration 7% ( in oil phase ).Key words :Inverse emulsion ;polymer ;synthesis交联聚合物驱油技术是近几年发展起来的一项提高采收率新技术,是聚合物驱油技术的发展和改善。
反相乳液法制备P(AM-AA-AMPS)聚合物微球魏 欣1 加文君1 曹 静1 周 明1 贺映兰2 卢 娅1(1.西南石油大学材料科学与工程学院 2.西南石油大学图书馆) 摘 要 以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,Span-80和Tween-80作为复合乳化剂,用过硫酸铵为引发剂,通过反相乳液聚合法制备了交联P(AM-AA-AMPS)微球。
分别采用红外光谱仪进行结构表征,扫描电镜观察微球形貌,激光粒度分析仪分析微球粒度,光学显微镜观察微球在水中的分散性。
关键词 反相乳液聚合 微球 丙烯酰胺 丙烯酸 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中图分类号:TE358+.3 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1007-3426.2014.05.016Preparation of P(AM-AA-AMPS)polymer microspheres byinverse emulsion polymerizationWei Xin1,Jia Wenjun1,Cao Jing1,Zhou Ming1,He Yinglan2,Lu Ya1(1.School of Materials Science and Engineering,Southwest Petroleum University,Chengdu610500,Sichuan,China;2.Library of Southwest Petroleum University,Chengdu610500,Sichuan,China)Abstract:Cross-linking copolymer microspheres of P(AM-AA-AMPS)was prepared by in-verse emulsion with acrylamide(AM),acrylic acid(AA),2-acrylamide-2-methyl propane sulfon-ic acid(AMPS)as the monomers,Span-80and Tween-80as compound emulsifiers,ammoniumpersulfate as initiator.The structure of the microspheres was characterized by infrared spectros-copy,the morphology was studied by scanning electron microscope,particle size of microsphereswas analyzed by laser particle size analyzer,and dispersibility in water of the microspheres wasobserved by optical microscopy.Key words:inverse emulsion polymerization,microspheres,acrylamide,acrylic acid,2-acryl-amide-2-methyl propane sulfonic acid 油田常用的聚合物调剖剂和堵水剂材料主要是聚丙烯酰胺类,该类聚合物的性能难以完全满足油田上苛刻的应用条件。
反相微乳液聚合的研究现状及进展反相微乳液聚合的研究现状及进展杨开吉苏⽂强东北林业⼤学材料科学与⼯程学院⽣物质材料科学与技术教育部重点实验室哈尔滨(150040)摘要:反相微乳液聚合⼀种新型聚合⽅法,受到⼈们的⾼度重视;本⽂介绍了其聚合机理和应⽤进展,并对其发展前景进⾏了展望。
关键词:反相微乳液聚合;机理;发展前景反相微乳液聚合发展起始于上世纪80年代;当时,由于在多次采油中对⾼分⼦量⽔溶性聚合物的需求以及⽔溶性聚合物在⽔处理、造纸⼯业和采矿业中的应⽤[1],⽽在通过常规反相乳液聚合⽣成这类聚合物的尝试中遇到困难,如反相乳胶的粒径分布很宽且容易凝聚[2~3],所以研究者把⽬光从常规反相乳液聚合转向了反相微乳液聚合,通过反相微乳液聚合得到的⾼分⼦量聚合物微胶乳(Microlatex),不仅固含量⾼、溶解快、粒径⼩且均⼀,并且⾼度稳定。
从⽽引起科研⼯作者的⼴泛关注。
1.反相微乳液聚合的机理探讨反相微乳液聚合机理⼀直是⼈们关注的焦点,研究内容主要是聚合场所、成核机理、聚合过程以及⼀些重要的特征。
其聚合过程如图1所⽰[4]:图1反相微乳液聚合机理⽰意图反相微乳液具有以下⼀些主要特点: ①分散相(⽔相)⽐较均匀,⼤⼩在5-200nm之间;②液滴⼩,呈透明或半透明状;③具有很低的界⾯张⼒,能发⽣⾃动乳化;④处于热⼒学稳定状态,离⼼沉降不分层;⑤在⼀定范围内,可与⽔或有机溶剂互溶。
1.1成核场所反相微乳液聚合成核场所存在着多种⽅式,既会有液滴成核,也会有均相和胶束成核的存在,只是在不同的体系中成核⽅式的主导地位不同。
现在,⼈们对微乳液成核的共识是: 成核的场所主要在单体液滴中;也可以通过均相成核;在微乳聚合的反应后期,胶束也是成核的重要场所。
Candau等[5]提出聚合物粒⼦与含单体的胶束相互碰撞融合⽽获得单体进⼀步- 1 -增长,单体不是从胶束经连续相扩散进聚合物粒⼦的。
因为在实验中发现产物组成与转化率⽆关,说明反应场所的单体⽐例与共聚物分⼦的序列分布近似于伯努利(Bernouillian)分布,并产⽣均⼀的微结构[6]。
丙烯酰胺反相细乳液聚合夏燕敏;苏智青;许汇;李应成;王兰【摘要】Using inverse miniemulsion polymerization, a basic emulsion system with white oil as continuous phase, single sorbitanoleate/polyoxyethylene sorbitan oleate as emulsifier, a polymeric emulsifier (a mixture of polyisobutylene succinic acid ester and sorbitan oleate) as the co-stabilizer was established through the orthogonal experiment. The effects of rotational speed in miniemulsification process, composition, concentration and monomer content of emulsifier system on the stability of the product were investigated. The effects of different polymerization process such as monomer concentration and polymerization time on the particle size and distribution of microspheres were also studied. The results showed that long-term stable sub-micron emulsion grade polyacrylamide microspheres with the particle size of hundreds of nanometer and solid content over 35% were obtained under the conditions of composite emulsifier content 3.0%, emulsion for 20 min at the rotational speed of 10 000 r/min, the monomer concentration 55%, HLB value 5.5 and polymerization time 6 h using redox initiator system.%采用反相细乳液法,以白油为连续相,失水山梨醇单油酸酯/聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯为乳化剂,一种聚合物型乳化剂(聚异丁烯琥珀酸酯与山梨醇油酸酯的混合物)作为助稳定剂,通过正交实验确立了基本乳液体系,考察了微乳化工艺中转速变化、乳化剂体系组成、浓度及单体含量对聚合产物稳定性的影响,并研究了不同单体浓度和聚合时间等聚合工艺对微球粒径及分布的影响。
丙烯酰胺与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵反相乳液聚合动力学陈勇;单国荣【摘要】以丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,失水山梨糖醇脂肪酸酯(Span 80)和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚(Tween 80)为乳化剂,液体石蜡为油相,2,2′-偶氮二异丙基咪唑啉二盐酸盐(VA-044)为引发剂,研究AM与DMC反相乳液聚合动力学,反相乳液聚合速率方程为Rp=k[M]2.12[I]0.55[E]0.65, AM与DMC反相乳液聚合表观活化能为80.65 kJ·mol-1.通过反相乳液聚合速率随时间的变化关系得出其成核机理倾向于单体液滴成核.用Fireman-Ross法研究了共聚单体竞聚率,分别为rAM= 0.23、rDMC= 1.93,AM 与DMC在聚合物链上发生无规共聚反应.单体量增大、引发剂量减少、乳化剂量增大、聚合温度降低均使共聚产物的特性黏数增大.%Inverse emulsion polymerization kinetics of acrylamide (AM) and 2-methylacryloylxyethyltrimethyl ammonium chloride (DMC) has been investigated by using the mixture of sorbitan monooleate (Span 80) and polyethylene glycol sorbitan monooleate (Tween 80) as the composite emulsifier, liquid paraffin as the oil phase and 2,2′-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl) propane]-dihydrochloride as the initiator. The rate equation of AM and DMC inverse emulsion polymerization could be represented as Rp=k[M]2.12[I]0.55[E]0.65, and the apparent activation energy of AM and DMC inverse emulsion polymerization was 80.65 kJ·mol-1. Relationship of reaction rate change in AM and DMC inverse emulsion polymerization with time indicated that the nucleation mechanism tended to dropletnucleation. Monomer reactivity ratios of AM and DMC were determined as rAM= 0.23,rDMC= 1.93 by Fineman-Ross methods. The results showedthat random copolymerization of AM and DMC occurred on the polymer chains. The intrinsic viscosity of copolymer could be increased by enhancing the content of monomer, decreasing the dose of initiator, increasing the amount of emulsifier and reducing the reaction temperature.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2018(069)002【总页数】7页(P563-569)【关键词】动力学;反相乳液;聚合;成核机理;特性黏数【作者】陈勇;单国荣【作者单位】化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江杭州 310027;化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】TQ326.4引言带阳离子的丙烯酰胺聚合物是聚丙烯酰胺的一种衍生物,其在采油、造纸和水处理等许多领域有着广泛的应用[1-5]。
反相微乳液聚合法合成梳形聚合物的研究毕业论文目录毕业设计任务书 (I)开题报告 (II)指导教师审查意见 (III)评阅教师评语 (IV)答辩会议记录 (V)中文摘要 (VI)英文摘要 (VII)前言 (1)1 概述 (2)1.1 本文研究的目的和意义 (2)1.2 油田常用聚合物的研究现状和存在的问题 (2)1.3 梳形聚合物的研究进展 (3)1.4 反相微乳液聚合 (5)1.5 本文主要研究容 (9)2 实验部分 (11)2.1 原料及仪器 (11)2.2 聚合物的合成 (11)2.3 合成共聚物特性粘数的测定 (14)3 结果与讨论 (17)3.1 合成条件对聚合物特性粘数的影响 (17)3.2 粘均分子量的计算 (18)3.3 合成共聚物的结构表征 (18)3.4 合成共聚物溶液的性质 (20)4 结论与建议 (25)参考文献 (26)致谢 (28)5.毕业设计(论文)的目标及具体要求(1)通过毕业设计,使学生在查阅文献资料、专业外语翻译、实验设计及实施等方面有所提高,并通过毕业设计使学生掌握科学研究的手段和方法。
(2)通过研究使学生对聚丙烯酰胺梳形在油气田开采中的应用以及其合成方法有一定的认识和了解;(3)要求学生查阅一定的文献资料,完成实验的设计,实施以及报告的撰写。
6、完成毕业设计(论文)所需的条件及上机时数要求需部分相应的化学试剂、玻璃仪器等实验设备,以及能上网查阅资料的电脑。
任务书批准日期年月日教研室(系)主任(签字) 任务书下达日期 2010 年 3 月 29 日指导教师(签字) 卫红完成任务日期年月日学生(签名)一、来源及类型题目类型:毕业论文题目来源:科研项目二、研究的目的和意义随着社会经济的发展,人们对石油的需求量越来越大而石油作为不可再生资源,其储量随着人们的开采不断减少。
如按常规采油技术只能采出30%~50%地层储量原油,即剩余大量的原油无法采出,从而使得开采年限受到限制。
反相乳液纳米微球的聚合机理反相乳液纳米微球的聚合机理,说起来有点复杂,但我告诉你,其实不难理解。
你想啊,反相乳液其实就是油和水相互“较劲”,拼劲儿,看谁更有力量。
其实反过来想,油水一混合,这俩家伙看似不搭,但在特定的条件下,它们竟然可以心照不宣地合作,形成一种油包水的结构,这就像是咱们平时说的“你不行我来”。
而这“你不行我来”的过程,就成了聚合反应的舞台,聚合剂和单体们像是调皮的孩子,聚集到一起,靠着聚合反应“手牵手”变成更大的分子。
这儿的“乳液”,就像你常见的奶油,很多细小的油滴分散在水里,形成一种看似稳定却又充满“摩擦”的状态。
要知道,这种乳液如果能在合适的时机打开“聚合的开关”,就能变成一种超级有趣的小微球。
这些微球可不是你想象中的普普通通,它们可是一颗颗纳米级的小颗粒,细得几乎看不见,却可以通过控制它们的大小、形状、数量,赋予不同的功能,成为材料科学界的“黑马”。
这就是反相乳液纳米微球的魅力所在。
再说说它们的聚合机理吧。
其实就是简单的把一些单体分散到油相里,然后加入适当的引发剂,发动聚合反应。
想象一下,反应就像你把几个小火苗撒到油里,火苗一碰,就开始咔嚓咔嚓地燃烧,烧着烧着火苗越来越大,最后就变成了一个个小小的火球。
这里面呢,乳液中的水相起到了个“溶剂”的作用,把聚合单体稳定地带入油相,避免它们在反应前就跑了。
而引发剂则是点燃这场聚合反应的“火种”,在合适的条件下,逐渐诱发聚合过程,让那些单体分子一个个变成聚合物链条,最终合成纳米微球。
很像是你带着一群小伙伴去郊游,大家开始跑来跑去,最后聚成一堆,嘿,大家围成一圈,形成了一个有意义的“聚集体”。
不过,想要让这事儿顺利进行,还得考虑一下温度、时间、单体的浓度这些“小细节”。
如果温度太高,那聚合反应可能会跑偏,搞得一团乱。
温度太低,又可能啥事都不做,反应不启动。
所以你得像烤蛋糕一样掌控好火候。
至于时间嘛,那就更得注意了。
时间一长,可能导致微球过度聚合,形成一团粘乎乎的大块,大家都知道,烤出来的蛋糕如果放得太久,硬得像石头一样,谁还想吃啊?再来谈谈纳米微球的“风采”。