新型衣康酸三元共聚物对碳酸钙的阻垢性能及抑制机理的分子动力学模拟

以衣康酸(IA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、乙酸乙烯酯(VAc)为单体制备了新型衣康酸共聚物阻垢剂IA-SMAS-VAc,与常规阻垢剂聚丙烯酸(PAA)进行阻垢性能比较。为探究阻垢剂与结垢晶体表面的作用机理,借助分子动力学模拟方法,对IA-SMAS-VAc与PAA在水溶条件下影响碳酸钙方解石晶体生长的微观性能差异进行对比。结果表明:在实验溶液pH值为8、反应温度为80℃、反应时间为10 h的条件下,共聚物IA-SMAS-VAc的阻垢效率最大为95.15%,阻垢效果优于PAA;2种阻垢剂IA-SMAS-VAc和PAA均与方解石(110)和(104)晶面紧密贴合,且|E int|(110)>|E int|(104),2种阻垢剂对方解石晶体的生长以抑制(110)晶面为主。径向分布函数g(r)Ca—O体现出阻垢剂中氧原子与方解石晶体中Ca^(2+)形成离子键的强弱,共聚物IA-SMAS-VAc与方解石(110)和(104)晶面上g(r)Ca—O(110)>g(r)Ca—O(104),并且g(r)Ca—O(IA-SMAS-VAc)>g(r)Ca—O(PAA),说明IA-SMAS-VAc与方解石晶体间形成的Ca—O键更牢固,从而在微观层面证实共聚物阻垢剂IA-SMAS-VAc的阻垢性能优异。

衣康酸/丙烯酸共聚物阻垢剂的研制

以衣康酸(IA)和丙烯酸(AA)为单体,采用水溶液自由基聚合反应,合成了IA/AA共聚物,用正交实验法确定的最佳合成条件为:反应温度88℃,反应时间1.5 h,引发剂用量8.7％(与单体的质量比),单体配比:m(IA):m(AA):1:3.4。实验表明,引发剂用量是影响共聚物阻垢率的主要因素。该共聚物对碳酸钙垢的阻垢率可达98.5％。

衣康酸/苯乙烯磺酸共聚物的合成及其阻垢性能研究

以衣康酸 (IA)和苯乙烯磺酸 (SSA)为原料 ,合成IA/SSA共聚物阻垢剂 ,确定的最佳合成条件 :反应温度为 10 3℃ ,反应时间为 2h ,引发剂用量为 7% (占单体总质量 ) ,IA∶SSA质量比为 2 8∶1。在此工艺条件下合成的IA/SSA共聚物阻垢剂 ,其阻碳酸钙垢的阻垢率可达99%。

新型磺酸基聚合物阻垢剂的合成及性能

用水作溶剂,(NH4)2S2O8/NaHSO3氧化还原体系作为引发剂,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、马来酸酐(MA)为单体,与自制的聚乙二醇-衣康酸酯通过溶液聚合制备了一种新型磺酸基聚合物阻垢剂。用红外光谱和热分析方法对聚合物进行了表征和分析。探讨了单体配比、引发剂用量、反应温度对聚合物阻垢性能的影响。结果表明,该共聚物对于碳酸钙盐具有优异的阻垢效果。阻垢剂用量为15 mg/L时,对碳酸钙的阻垢率可达到95%以上。

新型阻垢剂IA-SSS-MA聚合物的合成与表征

以衣康酸(IA)、苯乙烯磺酸钠(SSS)和马来酸酐(MA)为单体,以水为溶剂,过硫酸铵作引发剂,合成了衣康酸-苯乙烯磺酸钠-马来酸酐(IA-SSS-MA)三元聚合物阻垢剂,考察了单体配比、反应温度、引发剂量、滴加时间等对聚合物阻碳酸钙垢效果的影响,结果表明:当单体配比为IA∶SSS∶MA=5∶1∶0.25(摩尔比),反应温度100℃,引发剂量占单体总量13%,滴加时间为5 h,阻碳酸钙垢效果最好,阻垢率达到98.11%。

衣康酸／甲基丙烯酸共聚物阻垢剂的合成及性能

以水作溶剂,过硫酸铵为引发剂,以衣康酸(IA)、甲基丙烯酸(MAA)为单体制备了水溶性共聚物衣康酸/甲基丙烯酸(IA/MAA),用正交实验法确定了最佳反应条件:反应温度90℃,引发剂占单体质量分数为8%,单体配比n(IA):n(MAA)=1:7,反应时间1．5h。该共聚物对碳酸钙的阻垢率为83%,相对分子质量为1429。并用扫描电子显微镜对垢样进行了分析。

衣康酸多元共聚物阻垢剂的制备

研究了以衣康酸为主原料,与丙烯酸羟丙酯及丙烯磺酸钠在复合引发剂引发下进行多元共聚。其最优条件:130 g衣康酸、36g丙烯磺酸钠和0.4g七水硫酸亚铁用200mL蒸馏水溶解,在95℃,将溶解的10g过硫酸钠和15 g亚硫酸钠,与65g丙烯酸羟丙酯同时均匀加入到烧瓶中,3 h加完。该法所得共聚物残余单体质量分数最低,转化率高,是一种高效无磷阻垢剂,其性能优于目前工业上广泛使用的阻垢剂。该技术易于工业化,无三废排放,可开拓衣康酸在国内的应用。

磺化苯乙烯-衣康酸共聚物超高温钻井液降粘剂的研制

研究了水基钻井液降粘剂磺化苯乙烯-衣康酸共聚物的合成方法。以DMF(N,N-二甲基甲酰胺)为溶剂,苯乙烯、衣康酸摩尔比1.0∶1.2,引发剂BPO(过氧化苯甲酰)用量0.6%,溶液共聚温度85℃、时间4h,得到苯乙烯-衣康酸共聚物,化学结构由红外光谱表征。该共聚物与过量20%发烟硫酸在50℃进行磺化反应2h,生成降粘剂。常温下加入0.3%SSHIA(磺化苯乙烯-衣康酸共聚物)使淡水钻井液的表观粘度由107mPa.s降至48mPa.s以下;加入0.3%SSHIA使淡水钻井液在260℃老化16h后,表观粘度由59mPa.s降至32mPa.s以下,表明该剂具有良好的耐温性。

衣康酸共聚物阻垢剂的合成与应用

以衣康酸I(A)、异丁烯磺酸I(BS)和丙烯酸(AA)为原料在水相中合成了IA/IBS/AA共聚物阻垢剂,确立了最佳合成工艺条件:单体质量配比mI(A)∶mI(BS)∶m(AA)=10∶3 5∶,引发剂质量占单体总质量的6%,链转移剂质量占单体总质量的9%,反应温度95℃,反应时间1.5 h。该共聚物阻CaCO3垢率高达94.65%,同时进行了产业化试生产并获得了良好的效果。

衣康酸三元共聚物阻垢剂的合成及其阻垢性能的研究

以衣康酸(IA)、苯乙烯磺酸钠(SSS)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为单体,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液自由基聚合法,合成了一种含有羧酸基、磺酸基和羟基的多元衣康酸共聚阻垢剂。研究了反应物单体配比、反应温度、反应时间、引发剂质量分数对共聚物阻垢剂阻垢性能的影响。结果表明,在IA∶SSS∶DMPA(摩尔比)=4∶1∶1.5,引发剂用量占单体质量分数的11%,反应温度为90℃,反应时间为2.5 h条件下制得的共聚物阻垢剂阻垢性能最佳。通过静态阻垢法进行了阻垢剂的阻垢性能的评定,当此三元共聚物阻垢剂加剂量为12 mg/L时,对CaCO_3的阻垢率可达94.9%,用红外光谱和扫描电镜对共聚物阻垢剂的结构和CaCO_3垢样进行了表征。其中扫描电镜表明,加入此衣康酸三元共聚阻垢剂后,CaCO_3呈现明显的疏松结构。

复配阻垢剂的性能及阻垢机理研究

采用静态阻垢法对聚环氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP)和丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)组成的复配阻垢剂的阻垢性能进行研究,采用SEM初步探讨了复配阻垢剂的阻垢机理.结果表明与进口阻垢剂MDC220和PTP-0100相比,复配阻垢剂对CaCO3,CaSO4和Fe2O3有很好的阻垢性能,硬度和碱度对复配阻垢剂的阻垢性能影响较小.对加入复配阻垢剂前后的碳酸钙垢样和硫酸钙垢样进行了分析,结果表明,复配阻垢剂使垢的晶格产生了畸变,使晶体从有规则致密结构的晶体变为松软的不定型体.

2,3-环氧丙磺酸钠/丙烯酰胺共聚物合成及阻垢研究

针对油田采用三元复合驱油技术造成的含硅化合物结垢问题,合成了2,3-环氧丙磺酸钠/丙烯酰胺共聚物阻垢剂,研究不同反应条件下合成的共聚物对硅垢的阻垢性能及其对钙、镁垢的阻垢性能。结果表明:在2,3-环氧丙磺酸钠与丙烯酰胺的物质的量比为1∶3,聚合时间为2h,聚合温度为75℃条件下合成的共聚物,当加剂量为20mg/L、72h时使溶解硅质量浓度维持在85mg/L,而对比的几种阻垢剂只能使溶解硅质量浓度低于60mg/L,说明此共聚物对硅垢有一定阻垢效果。此共聚物对钙、镁垢阻垢效果差,在共聚物投加量为40mg/L时对镁垢阻垢率达到63%。

衣康酸/苯乙烯磺酸/丙烯酸共聚物阻垢剂的合成研究

以衣康酸(IA)、苯乙烯磺酸(SSA)和丙烯酸(AA)为单体,过硫酸铵为引发剂,异丙醇为链转移剂,在水相中合成了IA/SSA/AA共聚物阻垢剂。通过正交试验确立了最佳合成工艺条件:单体质量比m(IA)∶m(SSA)∶m(AA)=21∶4∶,引发剂与总单体的质量比为4.5%,链转移剂与总单体质量比为9.5%,在95℃下反应2h。当IA/SSA/AA共聚物的极限黏数为5.5～6.0 mL/g,实验水中Ca2+的质量浓度为1.6g/L,阻垢剂投加质量浓度为10 mg/L时,共聚物阻CaCO3垢的阻垢率高达91.9%,特别适用于高矿化度的工业循环冷却水和油田回注水。

衣康酸共聚物与静电场的协同阻垢效应

以衣康酸(IA)、丙烯磺酸钠(SAS)和次亚磷酸钠(SHP)为单体,合成兼具阻垢、缓蚀和分散性能的衣康酸共聚物(IA/SHP/SAS);考察了IA/SHP/SAS与静电场的协同阻垢性能。静态阻垢实验结果表明,当静电电压为5 k V、水浴温度为60℃、IA/SHP/SAS加入量为8 mg/L时,阻垢率提高了20.7%;动态阻垢实验结果表明,地下水经静电场(温度40℃)处理后,阻垢率提高了12.6%。经静电场处理后,水垢中的文石型Ca CO3含量明显增多;静电场与IA/SHP/SAS协同作用,加强了IA/SHP/SAS对Ca CO3晶体的扭曲和分散作用,提高了Ca CO3的溶解度。IA/SHP/SAS对A3碳钢的缓蚀率最高可达93.1%,分散Fe2O3时(IA/SHP/SAS加入量为30 mg/L)溶液的透光率为65.7%,28 d时的生物降解率为69.5%,说明IA/SHP/SAS是可生物降解的阻垢缓蚀剂。

IA-SSS-MA三元共聚物的阻垢性能研究

以衣康酸(IA),苯乙烯磺酸钠(SSS),马来酸酐(MA)为单体,采用水溶液自由基聚合方法合成了IA-SSS-MA共聚物。静态试验条件下分别评价了其对碳酸钙、磷酸钙的阻垢性能和对氧化铁的分散性能,探讨了共聚物投加量、钙离子质量浓度、溶液pH值和溶液温度对共聚物阻垢率的影响,实验结果表明:IA-SSS-MA共聚物具有优良的阻垢分散性能,特别适用于高温、高硬度的循环冷却水。

IA-AA-AMPS-MMA四元无磷共聚物的合成及其缓蚀阻垢性能

以衣康酸(IA)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体为原料,通过大量实验确定了最佳工艺条件,采用水溶液聚合法制备出兼具阻垢和缓蚀功能的IA/AA/AMPS/MMA四元聚合型水处理剂。结果表明,水处理剂质量浓度为20 mg/L时,磷酸钙垢阻垢率95.3%,氧化铁透光率48%,具有良好的分散性能;水处理剂质量浓度为40 mg/L时,碳酸钙垢阻垢率75%,缓蚀率74.3%。红外光谱分析显示,四元共聚物分子结构含羧基、酯基、磺酸基等官能团。

衣康酸/苯乙烯磺酸钠共聚物合成及性能研究

介绍了一种制备新型、高效聚合物阻垢剂的方法。以苯乙烯磺酸钠(SSA)和衣康酸(IA)为单体,采用水溶液自由基聚合反应,制得衣康酸/苯乙烯磺酸钠共聚物。然后,将苯乙烯磺酸钠/衣康酸共聚物作为阻垢剂和稳定剂,研究其对碳酸钙垢的阻垢性能和对钛酸钡-水分散体系中钛酸钡颗粒的稳定分散作用,发现该聚合物对碳酸钙垢具有极好的阻垢性能,而且对钛酸钡颗粒具有很好的稳定分散效果。

水溶性固体阻垢剂的合成及阻垢性能研究

研究了丙烯酸—烯丙基磺酸钠 (AA—SAS)二元共聚水溶性固体阻垢剂的合成工艺及对碳酸钙的阻垢效果。探讨了单体配比、引发剂用量与共聚物阻垢性能的关系 ,测定了共聚物在不同水质中的阻垢性能。结果表明 ,AA—SAS水溶性共聚物对CaCO3

含磺酸基共聚物水处理剂的合成工艺及性能

以水为溶剂,次亚磷酸钠-过硫酸钠为引发剂,丙烯酸(AA)和1-烯丙氧基-2-羟丙基磺酸钠(COPS-1)为单体合成了含磺酸基的水溶性缓蚀阻垢剂。在装有机械搅拌、回流冷凝管、恒压漏斗和温度计的四口烧瓶中,按一定配比加入次亚磷酸钠、少量助剂和蒸馏水,在一定温度和搅拌条件下,分别同时滴加过硫酸钠水溶液和COPS-1/AA(AA恒为0.4 mol)混合水溶液,进行共聚反应。该文实验通过优选法,考察了该共聚物阻垢性能与单体配比、引发剂用量、反应温度和反应时间等之间的关系,寻出了最佳合成工艺条件,研究结果表明,该共聚物的阻垢分散性能明显。

衣康酸多元共聚物阻垢剂的合成及表征

以衣康酸(IA)、苯乙烯磺酸钠(SSS)、马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)为单体,以水为溶剂,过硫酸铵为引发剂,合成了衣康酸-苯乙烯磺酸钠-马来酸酐-丙烯酸聚合物阻垢剂,通过单因素实验考察了单体配比(物质的量比)、引发剂用量、反应时间、反应温度等因素以聚合物阻碳酸钙垢效果的影响,确定了最佳合成条件为:原料配比(物质的量比)为IA:SSS:MA:AA=1:0.25:0.05:4,引发剂占总单体质量的10%,反应时间2h,反应温度85℃时阻碳酸钙垢率可达90.78%。