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摘 要

聚丙烯酰胺（PAM）及其衍生物，作为水溶性高分子聚合物中应用最广泛的产品之一，因其优良的增稠、絮凝、阻垢、粘结、减阻等性能而广泛应用于石油开采、污水处理、造纸、涂料等领域。聚丙烯酰胺作为“三次采油”技术中应用的主要聚合物，可以提高注入液的波及系数，进而可有效提高原油采收率。

本文主要进行了如下研究工作：为提高聚丙烯酰胺的耐温、抗盐、抗剪切及溶解性等性能，采用自制的功能性聚合物、尿素等对聚丙烯酰胺进行改性研究。

研究结果表示：

（1）通过浊点的测定初步选定功能性聚合物 H；对改性聚丙烯酰胺的耐温抗盐性能的测定， 确定了功能性聚合物 H 的组成为：以1,2—丙二醇与 PO、EO 的质量比为1:29:24合成二嵌段聚合物C，C与 POCl以摩尔比1:4 反应合成H。

（2）改性聚丙烯酰胺的性能测试显示：0.8%的产品溶液粘度随温度的变化在一定范围内波动，在高温140℃保温2h后粘度的粘度仍在700mPa·s 以上；0.8%的产品溶液粘度随矿化度的变化也是在一定范围内波动，在矿化度为30000mg/L 时，粘度仍在700mPa·s 左右；且在矿化度为30000mg/L ，经140℃保温2h后粘度在600mPa·s以上，冷却至室温后的粘度仍高于800mPa·s；1%的产品溶液在高速剪切后，粘度仍700mPa·s以上；利用1mol/L的氯化钠水溶液配置的0.5%的改性聚丙烯酰胺盐水溶液室温下溶解时间为5h左右；产品溶液的增粘效果明显，且粘度随溶液浓度的增幅越来越快。

关键词：交联剂； 聚丙烯胺改性； 耐温抗盐性能；

Modified Polyacrylamide Crosslinking Agent

Abstract

Polyacrylamide (PAM) and its derivatives, as water-soluble polymers in one of the most widely used product, because of its excellent thickening, flocculation, scale, bonding, widely used in drag reduction properties oil, sewage treatment, paper, paint, and other fields. Polyacrylamide as the main polymer "EOR" technology application can improve sweep efficiency of injected fluid, and thus can effectively improve oil recovery.

This paper carried out the following work: to improve the temperature, salt, shear and solubility properties of polyacrylamide, self-made functional polymers, urea and other polypropylene amide modification.

The results indicate:

(1) by measuring the cloud point of the initial selection of functional polymer H PO, EO mass ratio of 1:29:24 synthetic diblock polymer C, C with POCl molar ratio of 1: 4 was synthesized H.1,2-propanediol: To determine the performance of the temperature and salt polyacrylamide modified to determine the composition of functional polymer H is;

(2) the modified polyacrylamide performance tests show: 0.8% of the product solution viscosity with temperature changes fluctuate within a certain range, at high temperature 140 ℃ for 2h after Viscosity still 700mPa · s or more; 0.8% of the product The solution viscosity is a function of salinity fluctuations within a certain range in salinity 30000mg / L, the viscosity still 700mPa · s or so; and in salinity 30000mg / L, after 140 ℃ viscosity after heat 2h In 600mPa · s or more, the viscosity after cooling to room temperature is still higher than 800mPa · s; 1% of the product solution after the high shear viscosity is still 700mPa · s or more; 0.5% use 1mol / L aqueous solution of sodium chloride configuration The modified polyacrylamide aqueous salt dissolution time at room temperature is about 5h; thickening effect of the product solution is obvious, and the viscosity increase in concentration with increasing rapidly.

Keywords: blocking agent；bentonite modified；amine-modified polypropylene

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 概况 1

1.2 PAM简介 1

1.2.1 PAM的种类与划分 1

1.2.2 PAM的性质 1

1.2.3 PAM的应用 3

1.3 PAM的合成方法 4

1.3.1 均相水溶液聚合法 4

1.3.2 分散相聚合法 4

1.3.3 固态聚合法 5

1.3.4 其他聚合方法 5

1.4 PAM的改性方法 5

1.5 本论文研究的主要内容 6

第二章 PAM的改性 7

2.1 反应原理 7

2.1.1 功能性聚合物的反应原理 7

2.1.2 聚丙烯酰胺的聚合机理 7

2.2 实验仪器和药品 8

2.2.1 实验仪器 8

2.2.2 药品 8

2.3 功能性聚合物的合成 9

2.3.1实验方法 9

2.3.2浊点的测定 9

2.4 改性聚丙烯酰胺的合成 10

2.5 产品的结构表征 11

第三章 改性聚丙烯酰胺的性能测试 15

3.1 耐温抗盐稳定性能测试 15

3.2 抗剪切性能测试 17

3.3 溶解速度测试 17

3.4 增粘性能测试 18

第四章 结果与展望 19

致 谢 20

参考文献 21

第一章 文献综述

1.1 概况

石油作为一种深埋于地层的棕黑色可燃性粘稠液体， 主要由有机碳氢化合物和含有一定量的氮、硫、氧及微量重金属元素组成，长期以来通过生成——运移——聚集三个阶段储存在地层中 ^[1] 。它是一种非再生的自然资源，对国民经济的发展起着重要的推动作用，同时在人们的日常生活中也有着不可替代的地位。我国的石油总储量并不丰富且大部分油田经过多年的勘探开发，面临着新探明储量接替不足、剩余可采储量减少、开采难度加大、油气生产成本上升等问题 ^[2] ，为了提高最终的采收率，在油田中会对油井采用聚合物驱油。

因此为实现低毒性且为适应不同井深、高矿化度区块的要求，必须提高其耐温、耐盐及抗剪切性能。采用自制的功能性聚合物、尿素等对聚丙烯酰胺进行改性研究。

1.2 PAM简介

丙烯酰胺（AM）及其衍生物的共聚和均聚物统称为聚丙烯酰胺(Polyacrylamide，简称 PAM)。在工业上含AM单体超过50％的聚合物均可称为聚丙烯酰胺^[4]。

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