腐植酸接枝共聚物对赤红壤改良的研究

研究了腐植酸与丙烯酸、丙烯酰胺的接枝共聚物对赤红壤改良的作用。试验结果表明 ,该类共聚物显著改善了赤红壤的结构性能 ,大于 0 .2 5 mm水稳性团粒结构由空白样的 2 6 .9%提高到 43.7%～ 6 7.5 % ,渗透系数由 1.8× 10 - 5 cm/ s增加到最高的 2 0 .7× 10 - 5 cm/ s,土壤容重由 1.36 g/ cm3降低到 1.2 6～ 1.0 2 g/ cm3。改良后的土壤毛管持水量、含水量明显增加。

磺化腐植酸接枝改性共聚物合成及性能研究

以腐植酸为基本原料,经过磺化,再以丙烯酸为单体,过硫酸钾为引发剂,采用溶液聚合法,制备磺化腐植酸-丙烯酸接枝共聚物,并检测其对水煤浆的黏度、流变性和稳定性的影响.还研究了不同分散剂用量对水煤浆成浆性能的影响,结果表明,分散剂有效成分为水煤浆总重量的0.12%时,水煤浆具有最低的表观黏度.

接枝型AMPS共聚物降失水剂的合成与性能评价

为提高2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚物的热稳定性和水泥浆的高温性能,以腐植酸为底物接枝混合单体AMPS、丙烯酰胺(AM)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)和丙烯酸(AA),合成了一种降失水剂GP。采用凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)以及热重分析(TGA)对GP的结构进行了表征,研究了温度对GP水溶液黏度的影响,并对其在水泥浆中的综合性能进行了评价。研究结果表明,GP为接枝型共聚物,分解温度为282℃;GP溶液黏度随着温度升高而降低,其在不同温度下的相对黏度均高于线性聚合物LP,90℃下GP溶液的黏度是室温黏度的66.3%,高出LP 17.6%;GP具有优异的控失水能力,耐盐可达饱和;GP水泥浆在室温下的黏度低于LP水泥浆,当温度从30℃升至150℃时,GP水泥浆体系黏度保持率为60.7%,比LP体系高15.8%;GP与其他外加剂配伍性好,对水泥浆稠化时间和抗压强度的影响较小;GP水泥浆在50℃下养护48 h的抗压强度为22.7MPa,与LP相当,超声波检测结果表明GP水泥浆强度发展正常,静胶凝强度过渡时间比LP水泥浆短17%,有利于防止水泥浆固化期间的气窜。

腐殖酸丙烯酰胺接枝共聚物的合成及性能研究

采用水溶液聚合方法,以过硫酸钾为引发剂,以腐植酸钾、丙烯酰胺为原料进行接枝共聚反应。考察了引发剂用量、单体配比、反应温度和反应时间等因素对水煤浆表观粘度的影响。确定了最佳聚合工艺条件为反应温度75℃、反应时间2.5h、引发剂用量5%、丙烯酰胺与腐殖酸质量比为0.8∶1。当分散剂用量为水煤浆总质量的3%时,水煤浆的表观粘度为790mPa.s。通过对水煤浆的粘度、稳定性研究,以及水煤浆的表观粘度的测定,得知该分散剂具有腐植酸系分散剂的特点,即分散性能佳,又改变了腐植酸系分散剂容易沉淀、成浆性能差的特点。

腐殖酸接枝共聚物超高温钻井液降滤失剂合成

基于抗高温处理剂分子设计,采用腐殖酸与丙烯酰氧丁基磺酸(AOBS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)接枝共聚,通过正交实验,在综合考虑产物的水溶液黏度、产物对钻井液黏度和降滤失效果影响的基础上,进一步考察了腐殖酸用量,最终确定了合成配方:非离子单体与离子单体比1.5∶1.0、离子单体中和度100%,反应混合物质量分数50%、腐殖酸用量34%,合成了相对分子质量低的AOBS-AM-AA/腐殖酸接枝共聚物。对钻井液性能进行了评价,并借助红外光谱和热分析对产物进行结构表征和热稳定性分析。实验结果表明,接枝共聚物热稳定性好,抗温达到240℃,在淡水、盐水和饱和盐水钻井液中均具有较好的降滤失作用,对钻井液黏度影响较小,在膨润土含量高的钻井液中具有一定的降黏作用,可以有效地控制钻井液的高温稠化,与SMC、SMP等具有良好的配伍性,用于密度2.57g/cm3的KCl钻井液中,可以有效地控制钻井液的高温高压滤失量和流变性。

两性离子型腐殖酸接枝共聚物水煤浆分散剂的合成及性能

以腐殖酸(HA)、烯丙基磺酸钠(SAS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)等为原料,以过硫酸钾为引发剂,采用水溶液自由基聚合原理,制备出了一种新型两性离子型腐殖酸接枝共聚物水煤浆分散剂——HA-SAS-DMDAAC(HSC).通过红外光谱、热重分析和差示扫描量热分析等对聚合物的结构及热力学性能进行了表征和分析,并考察了阳离子单体用量、引发剂用量、反应温度等对水煤浆性能的影响.优化的工艺条件为:m(DMDAAC)∶m(SAS)∶m(HA)=0.3∶1.0∶2.0,引发剂用量7.0wt%,反应温度80℃.结果表明,两性离子型腐殖酸接枝共聚物分散剂(HSC)比阴离子型腐殖酸接枝共聚物分散剂(HS)具有更好的降黏效果,并明显增强了浆体的静态稳定性.

腐殖酸丙烯酸接枝共聚物型水煤浆分散剂的合成研究

以腐殖酸作为原料,丙烯酸作为单体,过硫酸钾作为反应引发剂,通过溶液接枝共聚法制备腐殖酸丙烯酸接枝共聚物型水煤浆分散剂。通过实验,确定最佳合成工艺路线为:丙烯酸与腐殖酸物料比为0.45∶1、引发剂用量4%、反应温度70℃,反应时间2.5 h。该条件下,对分散剂进行红外、热重表征,可知该分散剂具有腐殖酸系水煤浆分散剂的优点:分散性好,稳定性高,成浆性能强。

基于SI-ATRP的腐植酸钠-聚甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物的合成及吸附性能

采用新疆奇台风化煤为原料,通过表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)方法制备腐植酸钠-聚甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物(HA-Na-PMMA),通过正交实验确定了SI-ATRP最佳合成工艺条件:反应时间8 h,溴化亚铜∶溴化铜∶2,2-联吡啶质量比为20∶4∶20,物料质量比∶体积比为1 g∶10 m L,反应温度80℃。通过SI-ATRP制备的HA-Na-PMMA的接触角为84°,比HA-Na的接触角增大了54°,表明HA-Na的SI-ATRP接枝共聚效果显著。以HA-Na-PMMA为吸附剂,研究其对Cr(Ⅵ)的吸附性能,同时建立了HA-Na-PMMA对Cr(Ⅵ)的等温吸附模型,研究了其吸附热力学和吸附动力学。HA-Na-PMMA对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附性能,其等温吸附模型符合Freundlich模型。吸附焓变为-0.2849 k J/mol,ΔGθ<0,所以吸附是自发的放热反应。常温下吸附速率常数KL为0.9113 mg/(g·min),表明其吸附动力学模型遵循Langmuir模型和Bingham模型。

水基钻井液用无铬降粘剂腐植酸接枝聚丙烯腈的制备及其降粘特性

随着世界能源需求的增加和钻探技术的发展,国内外深井、超深井数目日益增多。在钻井过程中,井眼越深,井筒内的温度越高,水基钻井液的稠化问题就越突出。特别是当淡水钻井液遇到盐或盐膏层入侵,就会发生严重的稠化,甚至失去流动性。降粘剂是钻井过程中不可缺少的钻井液处理剂之一,它对调节钻井液流变性起着非常重要的作用。常用的钻井液降粘剂主要以铁铬木质素磺酸盐(FCLS)为主,其抗温、抗盐性都比较优越。但由于其中含有污染环境的铬离子,国家已经明令禁止使用。因此,开发新型环境友好型降粘剂势在必行。本文以腐植酸和聚丙烯腈为主要原料,以乙酸锌和尿素为复合交联剂,接枝共聚合制备出了一种抗温、抗盐性与铁铬木质素磺酸盐性能相当的新型腐植酸接枝聚合物降粘剂。探讨了腐植酸原料选择、聚丙烯腈水解-降解条件优化、合成产物沉降稳定性,评价了新型降粘剂在不同钻井液基浆中的降粘性能对比,建立了科学评价降粘剂的实验方法。这种新型降粘剂合成工艺既解决了铬污染环境的问题,又降低了降粘剂的生产成本,大大提高了新型降粘剂的性价比和市场竞争力。