新型阳离子聚合物NCP的合成及应用
阳离子改性聚环氧氯丙烷合成与应用
ｔ ｍ ｔｙ ｍ ｎ ｎ ｏｙｅｉｈｏｏ ｙ ｒ ）Ａ ｄｔｅｃ ｅ ｃｌ ｏ ｓ ｔｔ ｎｗ ｓｄｓｕｓｄｂ ｅｈ ｄ ｆ Ｒ — Ｍ ｒ ｅ ｌ ｉｅａｄｐ ｌ（ ｃ ｌｒｈ ｄｉ ． ｎ ｈ ｍｉ ｎｔｕｉ ａ ｉ ｓｅ ｙｍ ｔｏ ｓｏ ．Ｈ Ｎ Ｒ ｉ ｈ ａ ｐ ｎ ｈ ａｃ ｉ ｏ ｃ Ｉ
性 ，获得 了既有高分 絮凝功能也有 防膨胀功能 的阳离子产
表明 ： Ｅ Ｈ Ｐ Ｃ Ａ浓度为 ４０ｍ ／ ． ｇＬ时钠蒙脱土污水浊度 除去率高达 ９ ７％；而 Ｐ Ｃ Ａ浓度 为 ２５ｍ 几 时 ，其防膨性 能可高达 ８ ＥＨ ． ｇ ０ ％； 且摩尔比 １１ Ｐ Ｃ Ａ与氯化锌复配 絮凝剂在处理含油污水 中表现 出良好的性能。 ：的 Ｅ Ｈ
关键 词 ： 阳离子改性； 聚环氧氯丙烷； 絮凝剂； 粘土稳定剂； 污水处理
Ｓ ｎｈ ｓｓ ｎ ｐｉａｉｎｏ ｔ ｎｃＰ ｌ（ｐｃ ｌｒ ｈ ｄ ｉ） ｙ ｔｅｉ ａ ｄＡｐ ｌ ｔ ｆ ｃ ｏ Ｃａｉ ｉ ｏｙｅ ｉｈｏ ｏ ｙ ｒｎ ｏ
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反应 ３ｈ得 到非均相浑浊 的粗产品。 ， 粗产 品采用旋转蒸发仪 除去较低 沸点物质之后 ， 加入适 量丙酮得 到沉淀物 ， 将沉淀 物在 ７ ０℃下干燥 ５ｈ即得 Ｐ Ｃ Ａ。 ＥＨ
阳离子型有机高分子水处理剂—聚环氧氯丙烷胺的研究
阳离子型有机高分子水处理剂—聚环氧氯丙烷胺的研究阳离子型有机高分子水处理剂—聚环氧氯丙烷胺的研究一、引言水是人类生活中必不可少的资源之一，而水的污染问题也成为了全球面临的重大挑战之一。
为了解决水污染问题，不断有新型水处理剂被研发出来。
本文主要介绍一种新型阳离子型有机高分子水处理剂，即聚环氧氯丙烷胺。
二、聚环氧氯丙烷胺的制备方法聚环氧氯丙烷胺是通过将环氧氯丙烷与胺类化合物进行聚合反应得到的。
在聚合反应中，首先将环氧氯丙烷与胺类化合物加入反应釜中，并加热至一定温度。
加热过程中，环氧氯丙烷与胺化合物之间发生开环反应，形成聚合物链。
最后，通过后续的处理工艺将得到的聚合物进行干燥和粉碎，得到聚环氧氯丙烷胺。
三、聚环氧氯丙烷胺的性质1. 化学性质：聚环氧氯丙烷胺属于阳离子型有机高分子化合物，具有氨基和烷基等官能团。
2. 物理性质：聚环氧氯丙烷胺是无色至微黄色的透明液体，具有较低的粘度和表面张力。
3. 抗腐蚀性：聚环氧氯丙烷胺具有良好的抗腐蚀性能，能够有效地保护金属设备不被水中的氧化物腐蚀。
4. 稳定性：聚环氧氯丙烷胺在水中具有较好的稳定性，不易分解和降解，并能长期保持其水处理效果。
四、聚环氧氯丙烷胺的应用1. 污水处理：聚环氧氯丙烷胺可作为污水处理剂，能够有效地去除水中的悬浮物、有机物和重金属离子等污染物，提高水质。
2. 地下水修复：聚环氧氯丙烷胺被广泛应用于地下水修复领域，能够有效地吸附和去除地下水中的有机化合物和有害物质。
3. 工业循环水处理：聚环氧氯丙烷胺可用于工业循环水处理，能够防止水垢和藻类的产生，延长设备的使用寿命。
4. 自来水净化：聚环氧氯丙烷胺能够有效地去除自来水中的悬浮物、异色物质和异味物质，提高自来水的水质。
五、聚环氧氯丙烷胺的优势和未来发展趋势1. 优势：聚环氧氯丙烷胺作为一种新型阳离子型有机高分子水处理剂，具有良好的水处理效果、抗腐蚀性和稳定性等优点，能够有效解决水污染问题。
2. 发展趋势：随着社会经济的发展和人们对水资源的重视，聚环氧氯丙烷胺在水处理领域将有更广泛的应用，并有望进一步提高其去污能力和环境友好性。
阳离子性聚合物的合成及其应用
阳离子性聚合物的合成及其应用随着人们对新材料的需求日益增长，合成阳离子性聚合物已经成为一种越来越被关注的研究方向。
阳离子性聚合物具有许多优异的性质，例如电荷密度高、吸附能力大等，这些性质为其在各个领域中的应用提供了基础。
在本文中，我们将讨论阳离子性聚合物的合成方法、常见的应用领域以及未来的发展方向。
一、阳离子性聚合物的合成方法阳离子性聚合物的合成方法主要分为两类：碳碳键开环聚合和离子协同聚合。
碳碳键开环聚合是将含有双键、环氧基、环丙基等不饱和键的单体进行聚合，一般需要催化剂的作用。
离子协同聚合是以离子为引发剂，引发带电单体的自由基聚合，常见的单体有甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸（AA）等。
在合成过程中，常使用一些交联剂以提高阳离子聚合物的物理性质和稳定性。
此外，阳离子性聚合物还可以通过掺杂有机或无机染料、纳米粒子等来调节其性质和应用。
二、阳离子性聚合物的应用领域1. 生物医学在生物医学领域中，由于阳离子聚合物具有高度的阳离子性和吸附能力，在药物传递和癌症治疗中有着广泛的应用。
例如，聚（2-甲基-5-乙烯基吡啶）（PMEP）可以被降解为酸性代谢物，在靶向性和药物释放方面具有潜力。
6-（2-（3-取代基丙烯基）吡啶）-6-氟-1，6-异氰酸酯基-3，9-二氧-12H-5，12-氧代-4，9-氨基-2，10-二奥基-4，8,11-三氮杂-5-环十二烷（FITC-C12）阳离子聚合物可以通过特异性和非特异性靶向性和药物释放递送到肿瘤组织内。
此外，阳离子聚合物也可以用于构建人工器官、组织工程等领域。
2. 污水处理由于阳离子聚合物具有良好的吸附和沉淀能力，可以有效地去除水中的悬浮物和有机物等。
例如，聚乙烯亚胺和聚乙烯酸甲酯（PAMMA）可以作为污水处理剂，具有良好的吸附性能和快速沉淀速度。
3. 墨水阳离子性聚合物可以被用于制造印刷墨水。
墨水的粘稠度可以被阳离子性聚合物的溶液浓度、分子量等因素所控制，反应条件可通过改变 pH 值或添加离子之类的方式进行调节。
陶氏化学水溶液阳离子聚氨酯
陶氏化学水溶液阳离子聚氨酯1.引言1.1 概述概述陶氏化学水溶液阳离子聚氨酯是一种在化学领域中备受关注的新材料。
随着人们对材料性能要求的不断提高，阳离子聚氨酯作为一种多功能、可调控的聚合物材料，具有广泛的应用前景。
陶氏化学水溶液是一种特殊的溶液体系，它不仅可以提供聚合物制备的基质环境，还可以多种运输媒介和携带剂的基础。
因此，利用陶氏化学水溶液作为制备阳离子聚氨酯的反应介质具有许多优势。
首先，陶氏化学水溶液可以提供足够的水分子和阳离子源，为聚合反应提供必要的原料。
其次，陶氏化学水溶液在聚合物合成反应中起到了溶剂的作用，提供了聚氨酯形成所需的反应环境。
此外，陶氏化学水溶液还可以通过改变其成分和浓度来调节反应的速度和性能。
因此，陶氏化学水溶液作为阳离子聚氨酯制备中的反应介质具有很大的应用潜力。
阳离子聚氨酯是一种具有阳离子性质的聚氨酯化合物。
与传统的聚氨酯相比，阳离子聚氨酯除了具有传统聚氨酯的优点外，还具有阳离子特性。
这种独特的阳离子特性赋予了阳离子聚氨酯更广泛的应用领域。
例如，阳离子聚氨酯可以用作水处理剂、油田增稠剂和抗菌剂等。
此外，阳离子聚氨酯还可以通过调整聚合物结构和化学官能团来实现对其性能的调控，从而满足不同应用领域的需求。
通过在陶氏化学水溶液中制备阳离子聚氨酯，可以充分发挥陶氏化学水溶液和阳离子聚氨酯的优势，实现反应的高效率和可控性。
因此，研究陶氏化学水溶液阳离子聚氨酯的制备方法具有重要的理论和实践意义。
本文将介绍陶氏化学水溶液的特性和阳离子聚氨酯的制备方法，并展望其在不同领域的应用前景。
通过深入研究陶氏化学水溶液阳离子聚氨酯的制备和应用，有望为聚合物材料的开发和应用提供新的思路和方法。
接下来的章节将对这两个方面进行详细的探讨和分析。
1.2文章结构文章结构：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
下面将对这三个部分的内容进行详细介绍。
1. 引言：1.1 概述：介绍陶氏化学水溶液阳离子聚氨酯的背景和重要性，概括其基本特点和特性。
新型阳离子聚合物的制备与应用
新型阳离子聚合物的制备与应用随着科技的进步，人们对高性能材料的需求越来越强烈。
而在各种高性能材料中，聚合物材料是应用广泛的一类。
传统的聚合物材料大多属于中性聚合物，而近年来新型阳离子聚合物的制备与应用也受到了研究人员的广泛关注。
一、新型阳离子聚合物的制备方法1.溶液聚合法溶液聚合法是制备新型阳离子聚合物的一种常用方法。
它的优点是具有较高的反应活性和反应速率，可以得到高分子量的聚合物。
同时，溶液聚合法产品的性能稳定，重复性好。
这种方法的具体操作过程是：将单体添加到反应溶液中，在引发剂的作用下进行聚合反应。
2.离子交换聚合法离子交换聚合法主要应用于制备具有离子交换官能团阳离子聚合物。
这种方法的优点是能够得到具有更强的离子交换性能，从而提高聚合物在各种应用中的效率。
3.电化学聚合法电化学聚合法是利用电化学反应在电极表面进行聚合反应，并得到阳离子聚合物的一种方法。
这种方法主要应用于不稳定化合物的制备，具有高反应效率、反应条件温和的优点。
二、新型阳离子聚合物的应用1.水处理领域新型阳离子聚合物在水处理领域得到了广泛的应用。
由于其具有良好的吸附性能和离子交换性能，可以用于水处理中的混凝沉淀、膜分离等过程中，起到分离固体和液体、去除水中杂质、提高水质的作用。
2.生物医学领域新型阳离子聚合物具有良好的生物相容性，可以用于制备生物医学材料，如医用隐形眼镜、人工器官、医用粘合剂等。
3.纳米材料制备领域新型阳离子聚合物在生物分子、纳米材料等制备领域也有广泛的应用。
由于阳离子聚合物具有良好的离子交换性，可以作为纳米材料制备中的模板剂，从而制备出具有规则结构、粒径均一的纳米材料。
结语新型阳离子聚合物的制备与应用是一个研究热点，也是当前材料科学研究的重要方向之一。
通过制备新型阳离子聚合物，可以为各种应用提供更加优秀的材料和技术支持。
相信在未来的科技发展中，新型阳离子聚合物的应用将会更加广泛，为我们的生产和生活带来更多的便利和效益。
阳离子自交联酰胺共聚物纸张增强剂的合成及作用机理
阳离子自交联酰胺共聚物纸张增强剂的合成及作用机理阳离子自交联酰胺共聚物纸张增强剂的合成及作用机理摘要：本文综述了阳离子自交联酰胺共聚物作为纸张增强剂的合成方法及其作用机理。
阳离子自交联酰胺共聚物具有良好的增强纸张性能，可以提高纸张的机械强度、耐破裂性和湿强度。
主要通过阳离子改性、共聚合及交联反应等步骤合成纸张增强剂。
其作用机理主要包括增强纸张内部结构、提高纸张纤维间的结合力以及改善纸张的湿强度等方面。
一、引言纸张是人类社会重要的信息载体，其强度和耐久性对于书写和打印都是至关重要的。
然而，天然纤维的造纸质量需要进一步改善。
在纸张增强剂中，阳离子自交联酰胺共聚物因其良好的增强效果而备受关注。
其特殊的分子结构和化学性质使得其成为一种理想的纸张增强剂，具有很大的应用潜力。
二、合成方法阳离子自交联酰胺共聚物纸张增强剂的合成过程可以分为阳离子改性、共聚合和交联反应三个主要步骤。
首先，通过阳离子改性可以使得酰胺共聚物具有较强的阳离子性质，以便于与纸张纤维表面带负电的羧基进行静电相互作用。
一般采用阳离子交联剂进行改性，如二甲基二硬脂酰胺氯化物等。
其次，通过共聚合实现酰胺共聚物的链延长，提高分子量和粘度。
常用的共聚合反应包括丙烯酰胺与二甲基乙烯基酰胺的共聚合等。
最后，通过交联反应形成3D网络结构，稳定纸张增强剂的性能。
常用的交联剂包括二甲基丙烯酰胺甲醛树脂等。
三、作用机理阳离子自交联酰胺共聚物在纸张中的作用主要体现在以下几个方面。
首先，可以增强纸张内部结构。
阳离子自交联酰胺共聚物通过与纸张纤维表面进行静电相互作用，使得纤维之间的结合更加紧密，从而增强纸张的整体强度和耐破裂性。
其次，可以提高纸张纤维间的结合力。
阳离子自交联酰胺共聚物能够与纤维表面的羟基、胺基等官能团发生氢键或静电相互作用，增加纤维之间的粘附力，从而提高纸张的抗张强度和耐磨性。
此外，阳离子自交联酰胺共聚物还可以改善纸张的湿强度。
由于其分子结构中含有大量的氨基和羟基等官能团，可以在水分环境下形成大量水合物，从而提高纸张的湿强度和耐水性。
【专业知识】阳离子聚丙烯酰胺
【专业知识】阳离子聚丙烯酰胺阳离子聚丙烯酰胺阳离子聚丙烯酰胺是近几年发展最快的品种，在西方发达国家其年增长率为5～10%，已占聚丙烯酰胺总产量的60%以上。
我国的情况比较特殊，阴离子聚丙烯酰胺占总产量的90%以上，主要用于石油开采，阳离子聚丙烯酰胺产量很小而且生产企业规模也很小，几乎没有形成一定规模的生产装置。
随着水处理行业的飞速发展，对阳离子聚丙烯酰胺需求高速增长，相信国内阳离子聚丙烯酰胺将会在近几年有一个较大的发展。
阳离子聚丙烯酰胺主要包括以下三种：低分子量聚胺类、丙烯酰胺与阳离子单体共聚类和非离子聚丙烯酰胺改性类。
聚胺类包括聚乙烯亚胺、聚乙烯咪唑啉、胺表氯醇缩合物及其改进产品，这类产品电荷密度高但分子量低，主要用于功能性造纸添加剂、石油开采和化妆品等行业，很少用于污泥脱水。
丙烯酰胺与阳离子单体共聚类阳离子聚合物产量最大，阳离子单体主要指（甲基）丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）和二甲基二烯丙基氯化胺（DMDAC），其中P（AMDMC）产品分子量较高，阳离子度0～100%之间可调，粉状阳离子聚丙烯酰胺几乎全部属于此类结构，我国用于污泥脱水的粉状阳离子聚丙烯酰胺亦属于此类，产品分子量400～600万，阳离子度30～50%，其主要问题在于DMC需要进口，价格昂贵，导致生产成本较高。
对于P（AMDMDAC）而言，由于DMDAC单体空间位阻较大，聚合活性差，很难制备分子量和阳离子度都令人满意的产品，所以用于污泥脱水的不多，而且DMDAC吸水性极强，该类产品通常为液状。
非离子聚丙烯酰胺的酰胺基可与多种试剂反应，其中与甲醛二甲胺反应可生成叔胺结构聚合物，进一步季胺化生成季胺盐。
由于聚丙烯酰胺水溶液的粘度非常大，通常600～800万分子量时2%浓度已很粘稠，这就给水溶液反应带来困难，由于PAM浓度很低，导致阳离子度通常不会超过10%且残余甲醛浓度较高。
对于污泥中有机质含量不高的县级污水处理厂而言，低成本的非离子聚丙烯酰胺Mannich变性产品是适用的。
反应型阳离子聚氨酯的合成及其对纸页增强效果的研究的开题报告
反应型阳离子聚氨酯的合成及其对纸页增强效果的研究的开题报告一、选题背景阳离子聚氨酯因具有良好的黏合性、耐水性、耐老化性等优良性能，已广泛应用于纸张、皮革、纺织品、胶粘剂等领域。
对于纸张来说，阳离子聚氨酯具有使纸张增强、改善抗湿性和提高印刷品质的作用。
然而，大部分的阳离子聚氨酯是通过预聚物法合成得到的，存在着成本高、使用条件苛刻、产生大量的废水等缺点。
因此，研究一种新的合成方法并考察其分子结构和性质，对于阳离子聚氨酯的应用和发展具有重要的意义。
二、研究目的本研究主要针对反应型阳离子聚氨酯的合成及其对纸页增强效果展开研究，旨在：1. 研究一种新的反应型合成方法，探究其反应机理和影响因素，比较其优缺点与传统的预聚物法合成方法。
2. 通过红外光谱、核磁共振等技术手段，对合成的反应型阳离子聚氨酯进行结构表征，并比较其与传统预聚物法合成得到的阳离子聚氨酯结构差异。
3. 考察合成的反应型阳离子聚氨酯在纸张中的应用效果，测定纸张的物理性能和机械性能，并与传统预聚物法合成的阳离子聚氨酯做对比分析。
三、研究内容本研究将包括以下主要内容：1. 文献调研，了解目前反应型阳离子聚氨酯的合成研究进展和应用现状，掌握纸张强化的相关理论知识。
2. 设计实验方案，采用反应型合成法合成阳离子聚氨酯，并通过红外光谱、核磁共振等技术手段对其结构进行表征。
3. 实验室内制备阳离子聚氨酯处理液，并将其应用于纸张的表面处理，测定纸张的物理性能和机械性能，比较不同阳离子聚氨酯处理液的强化效果。
四、研究意义本研究采用反应型合成法合成阳离子聚氨酯，与传统预聚物法相比，具有反应条件温和、成本低、废水少等优点。
同时，通过纸张表面处理实验证明反应型阳离子聚氨酯的应用效果良好，不仅能够增强纸张硬度和抗弯强度，还能够提高纸张的抗湿性和印刷品质。
该研究对于阳离子聚氨酯的应用开发以及纸张强化技术的研究具有一定的参考意义。
新型阳离子聚合物NCP的合成及应用
第２ ３卷 第 ３期
２０ ０ ６年 ５月
钻 井 液 与 完 井 液 ＤＲＩ Ｉ ＬＬ ＮＧ ＦＬＵＩ ＆ Ｃ０Ｍ ＰＬ Ｄ ＥＴ１ ０Ｎ ＦＬＵＩ Ｄ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ３ １２ ．
Ｍ ａ ０ ６ ｙ２ ０
文章 编 号 ：０ １５ ２ （ ０ ６０ —０ ４０ １ ０—６ ０ ２ ０ ） ３０ ５ ３
新 型 阳 离 子 聚 合 物 ＮＣ Ｐ的合 成 及 应 用
沈 丽
（ 胜利石油管理局钻 井泥浆公司研究所 ， 山东东 营）
摘要 介绍 了用高分 子反应法在 固态条件 下合 成高 阳 离子度 阳离子 聚合物 Ｎ Ｐ的方法 ， Ｃ 确定 了其 最佳反 应 条件 ， 测定 了聚合物 阳离子度和反应 效率。采 用 （ 正交试验 法得 出合成 Ｎ Ｐ的最佳 反应条件为 ： ３） Ｃ 聚合物 与阳 离子化试剂质量 比为 １ ： ； 化剂用量为 １０ ２ ， １３ 催 ． ７ 反应 时间为 ２ ５ｈ 反应温度 为 ８ ． Ｉ Ｏ℃。实验结果表明， 在反 应体 系中加入催化剂和少量有机或无机 溶剂可显著提高反应速 率和效率 ； 用少 量润 湿剂 ， 使 可最大 限度地 限制 副反应 。 造成反应部位的局部浓度高 ， 高反应效率 。阳离子聚合物 ＮＣ 提 Ｐ可作为增粘 降滤失剂用 于配制 正 电性钻 井液， 效
１１ 阳离子聚合物 Ｎ Ｐ的合成机理… ・ Ｃ
阳离 子 聚 合 物 ＮＣ Ｐ是 由 阳离 子 化试 剂 与 聚 合 物 在一 定 的条 件 下反应 制得 ， 主要反 应 如下 ：
Ｃ１ ２ＣＨ ＣＨｚ 卜 ＣＨ３ ３ 一＋ ＯＨ 一 ＣＨ Ｎ。（ ） Ｃ１ — ＣＨ２ ＣＨ— ＣＨ２ 一 Ｎ （ ＣＨ ３ ３ 一＋ Ｈｚ ） Ｃ１ Ｏ＋ Ｃ１ 一
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文章编号:100125620(2006)0320054203新型阳离子聚合物NCP 的合成及应用沈丽(胜利石油管理局钻井泥浆公司研究所,山东东营)摘要 介绍了用高分子反应法在固态条件下合成高阳离子度阳离子聚合物NCP 的方法,确定了其最佳反应条件,测定了聚合物阳离子度和反应效率。
采用L 9(34)正交试验法得出合成NCP 的最佳反应条件为:聚合物与阳离子化试剂质量比为11∶3;催化剂用量为1.072%,反应时间为2.5h ;反应温度为80℃。
实验结果表明,在反应体系中加入催化剂和少量有机或无机溶剂可显著提高反应速率和效率;使用少量润湿剂,可最大限度地限制副反应,造成反应部位的局部浓度高,提高反应效率。
阳离子聚合物NCP 可作为增粘降滤失剂用于配制正电性钻井液,效果优良,且耐温性能良好,同时基于阳离子与阴离子聚合物在溶液中生成凝胶状沉淀物的特性,NCP 还可用于解决注聚区块生产井产出水中含高浓度聚合物的问题。
关键词 阳离子聚合物 合成 增粘剂 降滤失剂 正电性钻井液 封堵聚合物窜流中图分类号:TE254.4TE357.43文献标识码:A 水溶性阳离子聚合物由于其性能优越,在造纸、纺织、油田生产等领域得到了广泛的应用。
阳离子聚合物的合成方法有两种:一种是用阳离子型聚合物单体为原料通过均聚或共聚反应制得;另一种是用阳离子化试剂与聚合物分子链上的活泼基团如羟基、氨基等进行化学反应而制得,简称高分子反应法。
第一种方法存在着成本高、制备工艺复杂等缺点;第二种方法工艺简单、成本低,产品性能优良,受到人们的重视。
从合成工艺上讲高分子反应法可分为固相法和液相法。
与有机溶剂法和水溶剂法相比,固相法具有工艺简单、反应效率高、能耗低、环境污染小等特点,并能制备高阳离子度的阳离子聚合物,因此固相法是人们一直努力研究的方法。
进行了用高分子反应法在固态条件下合成高阳离子度阳离子聚合物的实验。
实验结果表明,在反应体系中加入催化剂和少量有机或无机溶剂可显著提高反应速率和效率。
该产品可作为主处理剂用于配制正电性钻井液,并可用于解决注聚区块生产井出聚合物的问题,得到良好的增油降水效果。
1 室内研究1.1 阳离子聚合物NCP 的合成机理[1]阳离子聚合物NCP 是由阳离子化试剂与聚合物在一定的条件下反应制得,主要反应如下: 作者简介:沈丽,助理工程师,1978年生,2000年毕业于青岛大学高分子材料与工程专业,现在胜利石油管理局钻井泥浆公司从事钻井液研究。
地址:山东省东营市胜利石油管理局钻井泥浆公司研究所;邮政编码257064;电话(0546)8721047;E 2mail :annie78919@ 。
第23卷第3期 钻 井 液 与 完 井 液 Vol.23No.32006年5月 DRILL IN G FL U ID &COM PL ETION FL U ID May 20061.2 阳离子聚合物合成及合成条件优化在聚合物中加入少量润湿剂,室温下搅拌10 min,再加入阳离子化试剂,继续搅拌1h后,在一定温度下反应一定的时间,得到基本干燥的固体粗产品。
粗产品用含有少量乙酸的质量分数为80%的乙醇水溶液浸泡、过滤、洗涤、真空干燥,即得阳离子聚合物。
采用L9(34)正交试验法对反应条件进行优化,结果见表1。
表1中阳离子聚合物阳离子度(DS)和反应效率(R E)的测定方法为:用凯氏定氮法测定样品中氮的质量分数,并按下列公式计算[3]。
D S=162×152.5 100-151.5152.5× R E=DS阳离子化试剂/聚合物物质的量比×100%式中, 为取代物质量分数(由测得氮的质量分数计算)表1 L9(34)正交实验结果序号催化剂/g t/h T/℃DS R E/%10.05 1.5800.18263.620.05 2.5950.20570.430.05 3.51100.19466.840.08 1.5950.21372.850.08 2.51100.22476.060.08 3.5800.24282.970.11 1.51100.21473.280.11 2.5800.24181.390.11 3.5950.21473.2I 1.341 1.400 1.522Ⅱ 1.548 1.521 1.445Ⅲ 1.521 1.489 1.443极差0.2070.1210.079 注:t为反应时间;T为反应温度;DS为取代度;R E为反应效率。
从表1可看出,各个因素对产物取代度的影响顺序为:催化剂用量>反应时间>反应温度。
为进一步确定最佳的催化剂用量和反应温度,又另外做了单项实验,对这两个因素进行了较为详细的考察。
1.2.1 催化剂用量的影响从聚合物与阳离子化试剂的反应方程式可以看出,反应体系中催化剂的存在使聚合物的羟基转变成负氧离子,大大增强了聚合物羟基的亲核能力,从而显著提高了反应效率和反应速率[2];在反应时间为2.5h、反应温度为80℃、聚合物用量为5.5g、阳离子化试剂用量为1.5g的条件下,催化剂用量对产物阳离子度DS和反应效率R E的影响见表2。
表2 催化剂用量对产物阳离子度的影响催化剂/g DS R E/%0.0500.2368.90.0750.2882.30.1000.2780.80.1200.2574.90.1500.2061.4从表2可以看出,随着催化剂用量的增加,阳离子度和反应效率都有所增加,但加入量超过一定程度后,反应效率、阳离子度逐渐下降。
过量的催化剂加速了阳离子化试剂中环氧基和季铵基的分解,季铵基的分解可由催化剂过量时放出气体的实验事实所证明。
因此催化剂的用量为0.075g为最佳。
1.2.2 反应温度的影响在反应时间为2.5h、催化剂加量为0.08g、聚合物用量为5.5g、阳离子化试剂用量为1.5g的条件下,反应温度影响情况见表3。
从表3看出,温度低,反应速度慢,产物取代度较低;反应温度过高,会引起阳离子化试剂和聚合物的分解,结果都使产物的取代度降低。
为了既保持较高的反应速度,又有较高的阳离子度,聚合物的反应温度取80℃为宜。
表3 反应温度对产物阳离子度的影响T/℃DS R E/%T/℃DS R E/% 700.2471.9950.2574.9800.3283.81100.2076.02 阳离子聚合物NCP的工业化生产在室内研究的基础上,通过工业化的小试、中试和扩试,建成了年产量达1000t的生产线,生产工艺流程如下:55 第23卷第3期 沈丽:新型阳离子聚合物NCP的合成及应用 通过该生产工艺可生产出高质量的阳离子聚合物NCP,结果见表4。
由表4看出,小试、中试和工业化生产出的阳离子聚合物NCP的性能基本相同。
表4 阳离子聚合物NCP产品性能项目小试123中试123工业化生产123投料量/kg101010200200200400400400A V/mPa・s8.87.68.27.58.28.47.88.08.4阳离子度/%18.217.819.517.518.418.318.718.619.0 注:A V是2%NCP溶液的粘度。
3 新型阳离子聚合物的应用3.1 新型阳离子聚合物用于正电钻井液中形成正电性钻井液的关键是选用一种具有多功能的水溶性阳离子聚合物,它既能抑制地层粘土的水化膨胀和分散,又具有降滤失作用。
成本较低的水溶性阳离子聚合物NCP,可用于正电性钻井液体系的配制,而且它易被微生物降解,降解后不会留下任何有害物质,对环境友好。
阳离子聚合物NCP对钻井液性能的影响如表5和表6所示。
从表5和表6可以看出,NCP确实具有很好的增粘、降滤失作用,含有NCP的钻井液在110℃下老化16h后,粘度、切力略微降低,滤失量变化很小,钻井液性能比较稳定。
表5 2%NCP对钻井液性能的影响NCP %条件φ600φ300φ200φ100φ6φ3GelPa/PaFLmLp H0常温4131262098 3.5/5.820.010.0 2常温656042341413 5.0/7.08.89.0 2老化54453421119 5.5/7.59.09.0 3常温8659473175 2.5/3.07.09.0 3老化6342332353 2.0/4.08.57.5 注:基浆配方为海水+0.5%Na2CO3+0.5%XC+2% CaCO3;老化条件为110℃、16h。
表6 NCP对低粘土相钻井液性能的影响NCP %φ600φ300φ200φ100φ6φ3GelPa/PaFLmLp H029*********/421.07.5 26453463920197/11 5.29.0 注:基浆为4%钠膨润土+0.2%XC+2%CaCO3。
3.2 新型阳离子聚合物用于出聚井堵聚聚合物驱油井阳离子聚合物堵聚主要是利用阳离子聚合物与油井中的阴离子聚合物HPAM相互作用来达到封堵高渗透层的目的,解决目前油井迫切需要解决的大量出聚合物问题,提高聚合物驱后转水驱的采收率[4]。
胜利油田注聚区块一些生产井产出水中聚合物浓度高达800～1000mg/L。
为解决该问题,将阳离子聚合物NCP溶液注入井中,使NCP与滞留于地层中的驱油剂H PAM反应,实施封窜或调剖。
实验结果表明,在不同浓度H PAM 溶液中加入不同浓度的NCP时,生成的沉淀物量随NCP加量的增大而增大。
NCP溶液已在注聚区块进行了7口井次的封堵聚合物窜流试验。
现场试验结果表明,平均单井产出水中聚合物浓度由施工前的1059mg/L降低到272mg/L,井口产出水中聚合物浓度降低50%以上,油井含水量下降3%～25%,取得了较好的增油效果,为今后注聚过程中聚合物窜流的防治提供了一种有效方法。
4 结论11合成阳离子聚合物NCP的最佳条件为:聚合物与阳离子化试剂质量比为11∶3;催化剂用量为1.072%,反应时间为2.5h,反应温度为80℃。
另外合成过程中使用少量润湿剂,可最大限度地限制副反应,提高反应效率。
21该生产工艺设计先进,配方合理,完全可满足生产阳离子聚合物的要求。
31阳离子聚合物NCP可作为增粘降失水剂用于正电性钻井液体系,耐温性能良好,且它的生物降解性有利于环境的保护。
41阳离子聚合物NCP用于解决注聚井出聚合物的问题,提高了聚合物的利用率,使波及程度增大,达到了增油降水的目的。
参考文献[1] Modifying starch with cationic polymers and use of themodified starches as dry2strength agent.WO0060167 [2] 刘雨晴.阳离子聚合物钻井液的研究与应用.天然气工业,1992,(3):46～52[3] Development and application of selective polymer injec2tion to control water production.S P E39037[4] 唐功勋,何长,等.阳离子聚合物NCP用于注聚区块封窜和调剖.油田化学,2002,19(3):268～271(收稿日期2005209226;H GF=062W6;编辑 汪桂娟)56 钻 井 液 与 完 井 液 2006年5月ance of drilling fluid ,drilling speedFirst author πs address :Drilling company of Tuha Pet roleum Exploration Headquarters ,Shanshan ,Xinjiang Synthesis and Application of a N ew C ationic Polymer NCP.D FCF ,2006,23(3):54～56Author :Shen LiAbstract :This paper described a solid p hase synt hesizing met hod of a new cationic polymer NCP ,t he opti 2mum conditions of t he synt hesizing reaction and t he measurement s of ratio of cationic ions of t he product obtained and reaction efficiency.This new cationic polymer can be used as a FL cont rol agent in MM H drilling fluid system and it s temperat ure resistance is above 110℃.It s usage can be extended in t he field of tertiary oil recovery wit h polymer injection for avoiding polymer channeling.K ey w ords :cationic polymer ,ratio of cationic ions ,drilling fluidFirst author πs address :Drilling Mud Compang of CN PC Shengli Pet roleum ,Dongying ,ShandongExperimental R esearch on Rheology of Foam Drilling Fluids at High T emperature and High Pressure.D FC F ,2006,23(3):57～59Authors :YAN Yu ,C H EN Xiao 2yuAbstract :A new experimental apparat us for t he rheology of foam fluids was developed according to act ual state of foam drilling fluid bottom hole at high temperat ure and high pressure.And t hen a quantity of ex 2periment s were conducted.The experimental data o btained were p rocessed and analyzed by employing a ra 2tional mat hematical model developed in t his st udy.K ey w ords :foam drilling fluid ,underbalanced drilling ,pipe viscometer ,rheological property First author πs address :Sout hwest Pet roleum Instit ute ,Chengdu ,SichuanR esearch on the Dam age Mechanism of Fracturing Fluids through Nuclear Magnetic R esonance T echnology.D FC F ,2006,23(3):60～62Authors :DIN G Shao 2qing ,GUO He 2kunAbstract :Nuclear magnetic resonance core analysis technology can be used to quickly test t he oil sat ura 2tion ,water sat uration ,t he immobile or mo bile fluid sat uration wit h no damage to t he experimental core.The permeability lo ss of t he core induced by clay swelling or water blocking effect can be determined re 2spectively from t he augmentatio ns of volume of bound water as a result of invasion of t he fract uring fluid and t he oil p hase retentions after t he flowback.Thus ,a new conception on t he damage mechanism of f rac 2t uring fluids to t he tight core can be obtained.The result s indicated t hat t he hydration and swelling of clay and t he dispersion and migration of clay particles can result in a 10%permeability loss of t he core due to a little water absorption of clay.Moreover ,t he blocking effect also cont ributes a 10%oil p hase permeability lo ss of t he core since a little quantity of t he mobile f ract uring fluid filtrate and t he mobile active water resi 2ded in t he core pore after t he flowback.It can be seen t hat t he permeability loss of t he core induced by t he f ract uring fluid filt rate is about 30%higher t han t hat of t he active water.This indicates t hat t he macro 2molecule existed in t he f ract uring fluids absorption and retention in t he core pore plays a key role in t he core permeability loss.K ey w ords :f ract uring fluids ,nuclear magnetic resonance technology ,core damage ,damage mechanism ,87Vol.23,No.3 ABSTRAC T 。