聚丙烯酰胺/水溶性酚醛树脂反相乳液水分散液的成胶性能

所报道的反相乳液含25％聚丙烯酰胺、15％交联剂（水溶性甲阶酚醛树脂），可用作深部调驱剂，是将交联剂借助乳化剂分散在采用复合乳化剂制备的白油外相聚丙烯酰胺反相乳液中制得的，储存稳定性良好，其水分散液在加入转相剂后几天内发生转相，交联形成水基凝胶，黏度迅速升至峰值后下降，此后大体稳定至少30～40天，160天后仍有较高值。实验水分散液用矿化度8．476g／L的孤-联采出污水配制。转向剂加量增大时（0．4～1．6g／L），20g／L的聚／交反相乳液水分散液65℃时的转相时间和成胶时间缩短，成胶黏度增大。转相剂加量为0．8g／L、反相乳液浓度增大时（5～20g／L），水分散液65℃时成胶时间缩短、成胶黏度增大即成胶性能增强。转相剂加量为0．8g／L、反相乳液浓度20g／L的水分散液，25℃和35℃时基本不成胶，在45～65℃范围p14越高成胶性能越好。转向剂加量0．8g／L、反相乳液浓度20g／L的NaCl盐水分散液65℃时的成胶性能随含盐量增大（≤20g／L）而改善，在不合盐的水中不成胶；当配液用水为含聚0，985g／L、矿化度7．365g／L的油田污水＋清水时，只有当污水比例≥2／3时才能成胶，但凝胶黏度低，为4～8Pa·s。图7参4。

部分水解聚丙烯酰胺-水溶性酚醛树脂在中高温中高盐条件下的成胶规律

为适应中高温中高盐的油藏条件,需要研制成胶时间长、稳定性好且成本低的冻胶堵剂。针对水中盐质量浓度分别为10174、41529 mg/L,温度分别为70、90℃的条件,考察了部分水解聚丙烯酰胺(G3515)与交联剂水溶性酚醛树脂(PR)的成胶规律。结果表明:在G3515质量分数0.4%~1.0%、PR质量分数0.4%~1.0%范围内,70、90℃均可形成储能模量3 Pa以上强度的冻胶;当盐质量浓度为10174 mg/L时,70℃下冻胶老化180 d稳定性良好,90℃下冻胶老化120 d储能模量略有下降,其中PR质量分数低于0.6%的冻胶脱水率偏高;当盐质量浓度为41529 mg/L时,70℃冻胶老化180 d储能模量增加,90℃下PR质量分数高于0.8%形成的冻胶老化60 d严重脱水收缩、储能模量大幅度升高。对冻胶老化前后进行红外光谱、X射线光电子能谱和冷冻扫描电镜分析。结果表明:盐质量浓度10174 mg/L、PR质量分数低于0.6%形成的冻胶强度降低是由于聚合物的氧化降解;而盐质量浓度41529 mg/L、PR质量分数高于0.8%所形成冻胶脱水收缩,一方面是由于部分伯酰胺与PR反应形成仲酰胺使冻胶亲水性下降,另一方面是伯酰胺水解形成的羧酸根与钙镁离子螯合导致“过交联”。

水溶性酚醛交联聚丙烯酰胺凝胶体系耐盐老化性研究

采用动态光散射、原子吸收光谱等方法对水溶性酚醛交联部分水解聚丙烯酰胺（Resol—HPAM）凝胶体系的耐盐老化性进行了研究，测定了Ca^2＋，Mg^2＋，Na^＋环境中凝胶的黏度、离子络合浓度及流体力学半径的变化情况。结果表明，与HPAM凝胶相比，Resol—HPAM凝胶的高温耐盐性有所提高；盐离子对凝胶体系稳定性的影响由强至弱依次为Ca^2＋，Mg^2＋，Na^＋；老化时间为5～20d时，Resol—HPAM凝胶与Mg^2＋的络合程度在14％～26％内变化，与Ca^2＋的络合程度则在22％-40％内变化；丙烯酰胺-丙烯酸（AM—AA）低相对分子质量齐聚物可使Resol—HPAM凝胶的离子络合程度降低至约10％。

水溶性酚醛树脂的合成及其交联性能研究

考察了部分水解聚丙烯酰胺/水溶性酚醛树脂交联体系的成胶特性,发现在聚合物浓度为1.0%时,随着交联剂浓度的增加,形成的凝胶的粘度增加,交联剂用量为0.5%,凝胶强度在30 min左右达到最高值;考察了温度、物料比等水溶性酚醛树脂的合成条件对最终凝胶体系粘度的影响,最佳反应温度为60℃,甲醛苯酚的最佳摩尔比为3:1;向甲醛-苯酚反应体系中加入其他酚类化合物做添加剂能够提高部分水解聚丙烯酰胺/酚醛树脂交联体系的粘度,其中间苯二酚的效果最好,最佳用量为1.0%,制备的凝胶体系稳定性强;采用添加有间苯二酚的水溶性酚醛树脂配制的部分水解聚丙烯酰胺/酚醛树脂交联体系与用柠檬酸铝、Ph6-1、Ph6-2等做交联剂的其他交联体系相比效果最好。

聚丙烯酰胺交联剂酚醛树脂添加剂的筛选

考察了作为部分水解聚丙烯酰胺交联剂酚醛树脂中添加剂对其交联效果的影响,结果表明,对于添加有各种添加剂的酚醛树脂用量为2.0%时其交联效果最佳;合成酚醛树脂时加入不同的添加剂,对HPAM和酚醛树脂的交联有不同程度的影响。添加剂的作用联效果依次为间苯二酚>三聚氰胺>水杨酸>乙醛,所形成的胶液粘度在考察的时间内是稳定的。

聚丙烯酰胺-酚醛树脂复合交联体系的研究

以聚丙烯酰胺 (HPAM)为主体的交联体系是我国各大油田调堵水的常用方法。本文研究以聚丙烯酰胺 (HPAM)为主体 ,考察HPAM与间苯二酚 ,六次甲基四胺及强化剂氯化铵等复合形成交联体系的各项实验条件。通过对成胶时间和成胶强度的比较 ,得出最佳的复合聚丙烯酰胺交联体系的配方。

用作弱凝胶交联剂的水溶性酚醛树脂的合成

对用作聚合物弱凝胶交联剂的水溶性酚醛树脂合成工艺进行了系统的实验研究.实验弱凝胶体系由1.5g/L的HPAM(M=1.8×107,HD=25%)和酚醛树脂组成,二者质量比6:1,配液用水为矿化度19334 mg/L、含Ca2++Mg2+ 4145 mg/L的胜利标准盐水.以85℃下成胶的弱凝胶粘度(85℃,7.3 1/s)作为评价酚醛树脂对HPAM交联性能的参数.两步碱催化法树脂的游离甲醛含量低,羟甲基含量高,交联HPAM的性能明显优于一步碱催化法树脂,其粘度随甲醛、苯酚摩尔比的增加而持续增大,羟甲基含量和弱凝胶粘度随甲醛、苯酚摩尔比、最终缩聚温度、合成反应时间的增加而变化的规律一致,均经过最大值,由此求得用作聚合物弱凝胶交联剂的水溶性酚醛树脂的最佳合成条件为:苯酚、甲醛摩尔比1:2～1:3,pH值9～10,最终缩聚温度85℃,最终缩聚时间30 min.这种树脂的红外光谱中不出现表征交联的强吸收峰.图8表2参10.

聚丙烯酰胺/酚醛树脂凝胶在沈阳油田深部调剖的应用

研究了水溶性酚醛树脂对两性聚丙烯酰胺的胶凝反应动力学规律 ,在 4 0℃～ 70℃油层温度范围内交联剂加量和聚丙烯酰胺相对分子质量是影响胶凝反应速度的两个主要因素 ,通过调节交联剂的用量 ,可以将两性聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂组合成多个调剖剂段塞 ,使其胶凝时间控制为 3～2 0天 ,并同步达到聚合物凝胶的最大强度 16 .2～ 2 9.0Pa·s。

聚丙烯酰胺/酚醛树脂的胶凝反应动力学探讨

The kinetics of gellation reaction between amphoteric polyacrylamide(APAM) and water soluble phenol-formaldehyde resin has been studied. The whole gelation process could be divided into three periods:induction period, acceleration period and steady period. The accelerative increase period ranged in 3～17 days determines the incremental amount of gelling velocity and gel viscosity, and its gelling kinetics equation is η=η 0+kt 0.9(25 ℃). There are two factors which are the doses of water soluble phenol formaldehyde resin as crosslinker and the molecular weight of APAM affecting the gelling velocity at temperature 40～70 ℃, the former is the more prominent. The gelling reaction rate constant k could be controlled in 1 57～3 13 Pa·s/d 0.9 for reaction of 0 4% APAM solution with 0 2%～0 8% resol as crosslinker at reaction temperature 50 ℃ and the gel viscosity being reached to the maximum values of 16 2～29 0 Pa·s.

部分水解聚丙烯酰胺/柠檬酸铝交联体系分类探讨

本文通过理论分析和实验证明 ,在不同的聚合物浓度范围内 ,HPAM /柠檬酸铝交联体系之所以在外观上存在明显的差别 ,其本质在于聚合物分子在水中的存在形态不同。在一定条件下 ,当聚合物浓度低于某一浓度时 ,聚合物以分子线团形式分散在水中 ,形成交联聚合物溶液 ;当聚合物浓度高于此浓度时 ,聚合物分子线团之间发生交联形成网状结构 ,成为凝胶 ;凝胶的强度随着聚合物浓度的增加而逐渐增大 ,聚合物浓度较低时形成的凝胶为弱凝胶 ,聚合物浓度较高时形成的凝胶为整体凝胶。

低浓度部分水解聚丙烯酰胺/柠檬酸铝交联体系剪切稳定性研究

采用粘度法、核孔膜过滤和动态光散射(DLS)法,研究了高分子量低浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)反应所形成的交联体系的剪切稳定性和HPAM剪切降解后与AlCit反应所形成的体系的封堵性能及降解机理.研究结果表明,低浓度的HPAM与AlCit反应所形成的交联聚合物体系随剪切速率增加,其对1.2μm的核孔膜的封堵能力降低.HPAM稀溶液剪切降解后再与AlCit反应,低剪切速率对其封堵性能影响较小,而高剪切速率会使得其封堵性能大大降低.HPAM/AlCit交联体系和HPAM剪切降解后形成的交联体系的封堵性能下降的原因是HPAM/AlCit交联体系中交联聚合物线团(LPC)尺寸和HPAM中高分子线团的尺寸变小.

预交联聚丙烯酰胺分散体系的制备及封堵性能

采用水介质分散聚合方法制备了预交联聚丙烯酰胺分散体系(PCPD),对其基本物性及微观形态进行了观测。采用微孔滤膜过滤方法考察了PCPD浓度、放置时间、温度、盐的种类和浓度等因素对其封堵性能的影响。结果表明,PCPD中交联聚合物线团尺寸为100～300 nm;质量浓度为100 mg/L的PCPD在50 kPa压力下可对1.2μm的混合纤维素酯膜形成有效封堵。随着PCPD质量浓度的增加,单位体积内交联聚合物分子数目逐渐增多,封堵能力逐渐增强;PCPD的封堵能力随放置时间的延长略有降低;在较高的温度下,预交联聚丙烯酰胺易发生降解,封堵能力下降;PCPD具有很好的抗一价盐的能力。

低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联体系流变性研究

用HAAKERS150流变仪对低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联反应所形成的交联聚合物溶液流变性及其时间效应进行了分析。结果表明,聚合物质量浓度为0.1g/L及NaCl质量浓度为2.0g/L的交联聚合物溶液与同条件的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液的流变性不同,交联聚合物溶液在中等剪切速率范围内(400～1000s-1)表现为胀流性,低剪切速率(43～400s-1)时为假塑性,高剪切速率(1000～1500s-1)时表现为牛顿性;而相应的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液只表现轻微的假塑性(5～900s-1)。交联聚合物溶液具有时间效应,表现为负触变性(震凝性),而低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液流变性不产生时间效应。

部分水解聚丙烯酰胺/柠檬酸铝交联体系粘度在反应过程中的变化规律

利用奥氏粘度计研究了部分水解聚丙烯酰胺 /柠檬酸铝交联体系在反应过程中的粘度变化规律 ,结果表明 ,不同浓度的部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝在交联反应过程中的粘度主要呈现 3种形式的变化规律 ,对应形成3种形式的交联体系。低聚合物浓度 (低于 10 0mg/L)的交联体系 ,发生形成交联聚合物线团的反应 ,形成交联聚合物溶液 ,是交联聚合物线团在水中的分散体系 ;高聚合物浓度 (高于或等于 10 0 0mg/L)交联体系发生网状交联反应 ,生成网络结构整体凝胶 ;弱凝胶体系 (10 0～ 70 0mg/L)是上述两种体系的过渡状态 ,可同时发生交联聚合物线团反应和局部网状交联反应。对于一定聚合物浓度范围的交联体系 ,当反应过程中生成浓度较大、但仍有一定独立性的交联聚合物线团时 ,该体系出现明显的剪切稠化现象。考察了该交联体系出现剪切稠化现象的程度和浓度范围 ,并利用粒子簇理论对剪切稠化现象进行了初步探讨。交联体系在反应过程中的剪切稠化现象初步验证了不同聚合物浓度交联体系的反应机理。

预交联聚丙烯酰胺分散体系的制备及封堵特性评价

以高浓度的盐水为分散相,通过分散聚合方法制备了预交联聚丙烯酰胺分散体系(PCPD),并通过微孔滤膜渗流装置考察了PCPD浓度、交联比、放置温度和盐浓度对该体系封堵性能的影响。结果表明,质量浓度150mg/L的PCPD在压力50kPa下对孔径1.2μm微孔滤膜的封堵效果良好;PCPD的封堵能力与其浓度成正比,与交联比成反比;体系具有良好的稳定性,在45℃下放置30d或者在90℃下放置15d,均可对微孔滤膜形成有效封堵;PCPD具有良好的抗二价盐能力。

聚丙烯酰胺/醋酸铬与聚丙烯酰胺/酚醛胶态分散凝胶的纳米颗粒自组织分形结构

采用原子力显微镜 ,分别对无机交联体系聚丙烯酰胺 Cr3+ 和有机交联体系聚丙烯酰胺 酚醛胶态分散凝胶的微观结构进行了显微图像分析 .发现无论是在有机还是无机交联体系中 ,也无论聚丙烯酰胺和交联剂浓度如何变化 ,在微米尺度上最终形成的都是具有自相似性的树枝状分形图像 ,在更小尺度上则发现单个小树杈分形体都是由纳米级的颗粒紧密堆积而成 .在所研究的胶态分散凝胶体系中 ,树枝状分形结构的形成及其具体的形态取决于聚丙烯酰胺的浓度 ,而交联剂的有无及其多少只对树枝状凝胶分形的几何形态产生一定影响 .实验结果还表明纳米级 (≤ 10 0nm)的胶体颗粒构成的分形结构的凝胶其弹性模量G′比微米级的高出一个数量级 .且粒子尺度越小 。

部分水解聚丙烯酰胺有机交联剂的研制

以部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为主体,添加合成的酚醛树脂水溶液交联,形成的聚合物凝胶体系在不同质量浓度配比下粘度随时间的变化趋势,从而找到最佳的配比条件。结果表明,部分水解聚丙烯酰胺与酚醛树脂最佳的浓度比为2.5︰1,聚合物成胶后体系粘度在3 h后达到最大值,胶液粘度稳定后与未交联的胶液相比粘度大为提高。

聚丙烯酰胺在水胶炸药凝胶体系中的应用研究

讨论了采用聚丙烯酰胺作为胶凝剂制备水胶炸药的影响因素。研究了聚丙烯酰胺的用量、聚丙烯酰胺的水解时间、交联剂的选择、交联剂的用量、反应温度等相关因素对水胶炸药成胶时间和热稳定性的影响,得出了较佳工艺条件。

高强度酚醛树脂交联剂成胶性能分析评价

交联剂主要分为有机交联剂、金属交联剂两大类别。传统交联剂体系多为单一体系,某一种交联物质单独与聚丙烯酰胺溶液发生反应形成凝胶,其凝胶特性优越性单一,适用限制条件多,不宜应用于矿场试验。本文从一个新的思路出发筛选出高效交联产品——高强度酚醛树脂交联剂,室内试验效果很好,并克服了传统交联剂低温、高矿化度环境下成胶强度低、甚至不成胶、凝胶不稳定易脱水等缺陷。高强度酚醛树脂交联剂是在两种交联剂用量不同条件下相互作用生成类似于金属交联剂性质的物质M和酚醛树脂类交联剂性质的物质N,两者分别与聚丙烯酰胺发生交联反应,两者的协同作用使之形成高质量凝胶,弥补了单一体系的缺陷,使之具有更广泛的适用性。

一种低毒性有机交联两性聚丙烯酰胺凝胶的研制

采用低毒性的对住取代苯酚十六亚甲基四胺为交联剂，制备了在高温地层内交联成胶的两性聚合物凝胶调驱剂。所用两性聚丙烯酰胺AmPAM-DQ和-DL水解度25％，阳离子度5％，相对分子质量分别为1．8×10^7和1．7×10^7。实验成胶温度为80℃，一般在80℃测定凝胶黏度。考察了每一组分的优化用量，结果如下：聚合物3．0g／L，交联剂胺组分1．0g／L，酚组分0．45g／L（DQ聚合物凝胶）或0．50g／L（DL聚合物凝胶），催化剂（pH调节剂）草酸1．5g／L或1．0g／L；淡水配制的成胶液成胶时间为15天，凝胶黏度45-48Pa·s；加入草酸的矿化度2．0g／L盐水成胶液的成胶时间为2．5～4．0天，同时加入碳酸氢钠可调节成胶时问；在硫脲、硫代硫酸钠和亚硫酸钠中，后者用作高温稳定剂的效果最好，适宜加量为0．3g／L。配液用水矿化度由2．0g／L增至10g／L时，凝胶的剪切黏度、储能模量和损耗模量仅略有下降。图7表4参5。