聚合物胶束组装法制备高性能Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)@C

采用聚合物胶束组装法制备Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)(NVP)@C复合材料,以获得尺寸均一、导电性能优良的聚阴离子钠离子电池材料。制备的NVP@C复合材料的晶相纯度高,微观形貌呈均匀尺寸球形颗粒状,且材料表面均匀包覆导电碳层。与未包覆碳层的NVP材料相比,NVP@C复合材料具有更高的放电容量和更好的循环稳定性。在3.8~2.0 V循环,0.2 C、5.0 C和10.0 C倍率下,放电容量分别达到120.55 mAh/g、115.12 mAh/g、111.49 mAh/g,且在1.0 C和5.0 C倍率下均表现出较好的循环稳定性,特别是10.0 C倍率循环200次,容量保持率可达到98.24%。

两亲聚合物设计合成及其增效体系研究（Ⅱ）——两亲聚合物的合成理论与方法

两亲聚合物以其独特的分子结构和疏水缔合效应,应用于复杂油藏开采,并取得了良好的应用效果。通过文献调研以及本团队近几年的研究成果,综述了两亲聚合物合成理论与方法的研究现状,主要包括两亲聚合物的发展和合成方法两方面。两亲聚合物的发展介绍了其由来历程;两亲聚合物的合成方法主要阐述了目前几种合成两亲聚合物的方法,包括(非)均相合成法、微乳液聚合法、无皂自由基共聚法、自由基胶束共聚法。最后,总结了4种合成方法的优点和缺点,并对两亲聚合物合成方法的未来发展趋势进行展望:随着两亲聚合物合成理论日趋成熟,合成方式会更加多样高效,合成的两亲聚合物性能也会更加优良,其在复杂油藏中的使用也会得到进一步拓展。

胶束法合成改性聚丙烯酰胺的研究

采用前加碱胶束共聚—共水解的制备方法,以丙烯酰胺(AM)单体为原料,引入疏水缔合单体(AMS-12)和表面活性剂OP,选择氧化还原/水溶性偶氮化合物复合引发体系,合成出1种二元共聚疏水缔合驱油聚合物S-12HPAM。围绕胶束聚合反应机理,考察不同反应条件对共聚物溶液粘度的影响,得到具有低分子质量和较高表观粘度的聚合物合成工艺条件。

PAC-P(AM-BA)杂化高分子絮凝剂制备及絮凝效能评价

针对油田化学驱污水难处理问题,采用水溶液自由基胶束聚合法,以聚合氯化铝(PAC)为无机组分,丙烯酰胺(AM)、丙烯酸丁酯(BA)为有机单体,合成一种新型无机-有机杂化高分子絮凝剂(PAC-P(AM-BA))。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积分析仪(BET)对絮凝剂进行表征。结果表明,BA以化学键连接在聚丙烯酰胺(PAM)长链中,无机组分与有机组分之间以离子键连接。PAC-P(AM-BA)热分解温度为233.93℃,比表面积为30.351m^(2)·g^(-1)。絮凝实验结果表明,PAC-P(AM-BA)最佳投加量为20 mg·L^(-1),沉降时间为10 h,其絮体分形维数为1.733。在絮凝效能对比实验中,PAC-P(AM-BA)的平均除油率为90.3%,较阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和复配型絮凝剂(PAC+PAM)分别高出16.4%和29.0%。

耐温抗盐缔合聚合物的合成及性能评价

针对胜利油区三类油藏高温高盐的环境,采用胶束聚合法合成了一种耐温抗盐缔合聚合物HAWSP,研究了引发剂、表面活性剂、缔合单体DiC8AM物质的量分数及耐温抗盐功能单体AMPS-Na质量分数对HAWSP合成的影响,将其分子结构进行核磁共振氢谱表征,并对其溶液性能进行评价.HAWSP的最佳合成条件为：复合引发剂为Y4,表面活性剂为NS,DiC8AM物质的量分数为1.4％～1.6％,AMPS-Na质量分数为15％～17.5％.核磁共振氢谱证实HAWSP由AM,DiC8AM和AMPS-Na共聚而成.随着溶液中钙镁离子质量浓度的增加,HAWSP溶液的粘度保留率为55％～60％,而抗盐高分子质量聚合物PAM溶液的仅为30％～40％;在90℃高温下经120 d老化后,质量浓度为1 500mg/L的HAWSP溶液的粘度为15 mPa·s,而相同质量浓度的PAM溶液在老化时间超过60 d后产生沉淀,HAWSP的耐温抗盐、老化稳定和驱油性能明显优于PAM,原油采收率提高幅度也明显高于PAM,可用作三次采油驱油剂.

非离子型疏水缔合聚合物PBAM的溶液性能

由丙烯酰胺和N-苯基对烷基丙烯酰胺采用水溶液自由基胶束聚合法合成疏水缔合聚合物PBAM。研究了共聚物浓度、盐浓度、温度及表面活性剂浓度对共聚物溶液粘度的影响。结果表明,当聚合物的浓度大于临界缔合浓度时溶液的粘度急剧增加;NaCl的加入使得溶液的粘度下降,但适当结构的聚合物表现出较好的抗盐能力;聚合物浓度恒定时,溶液粘度随表面活性剂SDS浓度的增加急剧增加,达到最大值后迅速下降。聚合物稀溶液的流变行为呈现牛顿流体的性质。

钻井液用梳型耐温抗盐增黏剂合成的逐级放大与性能

选用丙烯酰胺(AM)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、丙烯酸二十二烷酯(DA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为反应单体,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,通过自由基胶束聚合法,开展了梳型共聚物PMAS合成的逐级放大实验,研究了放大规模下PMAS的增黏性、抗温性、抗盐性和抗剪切性,评价了放大后PMAS在钻井液中的增黏性能。结果表明,采用3级不同的聚合规模放大后制得的PMAS存在一定的放大效应,但放大前后的PMAS始终具有较好的增黏、耐温抗盐和抗剪切能力;在190℃老化16 h后,加有质量分数为1%的PMAS的低盐钻井液和饱和盐水钻井液的表观黏度保留率分别为61.4%和60.0%,放大后PMAS抗温耐盐性能明显优于国内商用增黏剂80A-51,具有良好的市场推广应用前景。

疏水缔合阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及其对含油废水的除油效果

采用水溶液自由基胶束聚合法,以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酸丁酯(BA)为原料,合成了疏水缔合阳离子型聚丙烯酰胺(P(AM-DMDAAC-BA))絮凝剂。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)对P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂的结构进行了表征,考察了P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂中阳离子单体(DMDAAC)含量和疏水单体(BA)含量、特性黏数、投加量对含油废水除油效果的影响,并与其他有机絮凝剂的除油效果进行了比较。FTIR和1HNMR表征结果显示,AM,DMDAAC,BA3种单体已参与聚合;在x(DMDAAC)=20.0%～50.0%、x(BA)为2.0%左右、特性黏数为500～700mL/g时,P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂对含油废水具有较好的除油效果;当x(DMDAAC)=24.3%、x(BA)=2.0%、特性黏数为636mL/g、投加量为50mg/L时,除油率可达93.4%;与其他有机高分子絮凝剂相比,P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂具有优异的除油效果。

长链烷基聚丙烯酰胺的合成与性能

氯代十八烷与丙烯酰胺反应,合成了N-十八烷基丙烯酰胺,此反应具有较低的反应温度和较短的反应时间,适用于大规模工业生产.N-十八烷基丙烯酰胺再与丙烯酰胺进行胶束共聚反应,合成了粘均相对分子质量为1.56×106的长链烷基聚丙烯酰胺(其中疏水单体摩尔分数为0.4%),并考察了聚合物浓度、温度和盐浓度对长链烷基聚丙烯酰胺溶液表观粘度的影响,结果表明,长链烷基聚丙烯酰胺具有良好的耐温抗盐能力.

孪尾疏水缔合丙烯酰胺/丙烯酸钠/N，N-二正丁基丙烯酰胺共聚物水溶液的粘度行为

采用先加碱共聚-共水解法合成了孪尾疏水缔合性丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-二正丁基丙烯酰胺共聚物[P(AM/NaAA/DiC_4AM)]。当x(疏水单元)=0.2%～5.0%时,P(AM/NaAA/DiC_4AM)在1 mol/L NaNO_3溶液中的特性粘数[η]为1.720～0.330 L/g、Huggins常数值为0.375～3.894。P(AM/NaAA/DiC_4AM)在矿化度为19.334 mg/g盐水溶液中的表观粘度随疏水单体用量的增加而增加,随温度、剪切速率的增加而降低；在离子强度为2.26～4.88 mmol/kg的NaCl水溶液和离子强度为0.21～0.528 mmol/kg的CaCl_2水溶液中,P(AM/NaAA/DiC_4AM)水溶液出现盐增粘现象,且疏水单体用量越高,盐增粘效应越显著。当p (十二烷基硫酸钠)=0～0.7 g/L,p(溴化十六烷基三甲基铵)=0～0.014 g/L时,对P(AM/NaAA/DiC_4AM)水溶液的表观粘度没有明显影响。