纳米聚甲基丙烯酸十八酯降粘剂的合成及其降粘性能

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纳米 聚 甲基丙 烯 酸 十八 酯 主 要 由两 步合 成 ： 第一步， 将 一定 量 的 甲基 丙 烯 酸 甲酯 加 入 到 适 量
第 １ 期
汪
健。 等． 纳米聚 甲基丙烯酸 十八 酯降粘剂的台成及其降 度 均有 所 降 低 ， 但 ４ Ｏ℃ 时 降 粘效 果 最佳 ， 随着温 度 的升高 ， 降粘 率 逐渐减 小 。这 因 为 随着 温度 升 高 ， 分 子运 动速度 加 快 ， 稠 油 中 由胶
突变 ， 并 且 可 通 过 自组 装 形 成 各 种 有 序 结 构 ， 到
动改性剂来降低稠油的的粘度 ， 提高其 流动性具
有重要 的现 实 意义 。 目前 ， 稠 油 降粘 主要 分 为 乳 化降 粘 和油溶性 降粘剂 降粘 。乳 化 降粘 以表 面活
性剂作为乳化剂， 使稠油形成水包油型乳状液 ， 从 而大 大 降低 稠 油 的粘 度 ， 但 该 方 法存 在 输 送 效 率
１ ． ２ Ｎ Ｐ ＯＭ Ａ的合 成
Ｓ ｔ ｏ ｆ ｆ ｅ ｒ 等 报道 通 过 微 乳 液 聚 合 来 制 备 尺 寸 小 的 聚合物 乳胶 粒 ， 纳 米 聚合 物 的合 成 和 应 用 受 到 人
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ０ — １ １ 作者简 介 ： 汪 健（ １ ９ ８ ７ ～） ， 男， 安 徽安 庆人 ， 山东 大学化 学与化工学 院硕 士 ， 主要从事稠 油降粘剂 的研究 。 ＊＊ 通讯 联系人 。 ＊国家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 （ ９ ７ ３计 划 ） 资 助项 目
随着 常规 原 油 开 采 量 的逐 渐 减 少 ， 储 量 丰 富 的稠 油 越 来 越 受 到 人 们 的重 视 。但 稠 油 富 含 蜡 质、 沥青 质 和 胶 质等 ， 导致 稠 油 粘 度很 高 ， 使 稠 油
的开 采 和运输 困难 重重 且耗 费增 加 。 因此 加入 流
们 的普遍 关 注 。纳米 聚合 物主要 是 高分 子在 分子 间相 互 作 用 力 （ 主 要 有氢 键 、 静 电作 用 和 亲水 ／ 疏 水作 用 ） 和适 当 的外场 作用 下 ， 分子链 或微 区 自组 装成 不 同形貌 的有 序结 构 。 由于纳米 聚合 物分 子 的链 结构 、 相 态结 构 、 凝 聚态 结 构及稳 定性 发 生 了
丙 烯 酸 高碳 酯 、 苯 乙烯 、 马来 酸 酐 、 丙 烯 酰胺 中 的
种或几种单体通 过聚合反应 制备油溶 性降粘 剂， 但 要 么加量 很 大要 么降粘 效果 有 限＿ １ ］ 。
一
纳 米 聚合 物是 指在 三维 空 间 中至 少有 一维 处
于纳米 尺 寸范 围 的聚合物 。 自从 ２ Ｏ世 纪 ８ ０年 代
科 研 开 发
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ 化 Ｎ 工 Ｃ Ｈ 科 Ｅ 技 Ｍ Ｉ ， Ｃ ２ ０ Ａ １ Ｌ ３ ， Ｉ ２ Ｎ １ Ｄ （ １ Ｕ ） Ｓ ： Ｔ １ ～ Ｒ Ｙ ４
纳 米 聚 甲基 丙 烯 酸 十 八 酯 降 粘 剂 的合成 及 其 降粘 性 能 ＊
种 降 粘 剂 更 适 用 于 大庆 稠 油 。 关键词 ： 降粘剂 ； 稠油 ； 纳米 ； 聚 甲基 丙 烯 酸 ； 十 八 酯 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ３ ５ ７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８ — ０ ５ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ０ １ ０ ４
响＿ ７ ］ ， 作者通过将聚合物控制在纳米级来控制降
粘剂 分子 链 的长 度 ， 成 功 合 成 了纳 米 聚 甲基 丙 烯 酸 十八酯 （ ＮＰ Ｏ ＭＡ） 油溶性降粘剂 ， 并 将 其 应 用 于大 庆和 胜 利 稠 油 ， 取 得 了 良好 的降 粘 效 果 。纳 米 聚合物 应用 于稠 油 的降粘 尚未见 文献 报道 。
低 以及 后 续破 乳 、 脱水 问题 。油 溶性 降粘 剂 可 直 接 加入 稠 油 以降低 其粘度 而 且不存 在 后续 脱水 问
题， 被 认 为是最 经 济 的降粘 方法 。 目前 ， 已有 人 以
９ ０年代 ， 纳 米 高 分 子 材 料 已经 开 始 应 用 于 微 电 子、 高性 能涂层 材料 、 生物 医学 等领域 ＿ ３ ］ 。 由于 降 粘 剂 的分 子 量 对 降 粘 效 果 有 明 显 影
谱仪和透射 电子显微镜 （ Ｔ Ｅ Ｍ） 进行 表征 。将纳米聚 甲基 丙烯 酸十八 酯（ ＮＰ ＯＭＡ） 降粘剂分 别应用 于胜 利 １ ９号井稠 油和大庆丹 东站稠油进行 降粘性 能研 究 ， 结果表 明， 在 ４ ０℃ 时， 叫（ 降粘剂 ） 一５ ０ ０ ×１ ０ 时
胜利稠油的表观粘度 下降 ７ ｏ ． ８ ８ Ｉ Ｔ ｌ ｒ ｎ ２ ／ ｓ ， 表 观降粘率 为 ７ ｏ ． ５ ３ ， 净降粘率为 ２ ３ ． ｏ ４ ； 叫（ 降粘剂） 一３ ０ ０ ×１ ｏ 时大庆稠 油的表观粘度 下降 ２ ６ ． ４ ４Ｉ Ｉ ｌ Ｉ ｎ ２ ／ ｓ ， 表观 降粘率为 ６ ６ ． ２ ６ ， 净降粘率为 ３ ７ ． ５ ９ ％。因此该
１ 实 验 部 分
１ ． １ 实验 药 品 甲基 丙烯 酸 甲酯 ： 上海 晶纯试 剂有 限公司 ； 十 八醇 ： 天津市大茂化学试剂厂 ； Ｎ， Ｎ 一 二 甲基 甲酰 胺： 天津 广 成 化学 试 剂 有 限公 司 ； 甲苯 ： 天津 市 光 复科技 发 展有 限公 司 ； 以上试 剂 皆为 分析 纯 。
汪 健， 高聪 聪 ， 张 大伟 ， 张宏 民 ， 于 萍， 张长桥 ， 魏 云鹤 一
（ 山东大学 化学与化工学院 ， 山东 济南 ２ ５ ０ ０ ６ １ ）
摘
要： 通 过微 乳 液 聚 合 方 法 合 成 了 纳 米聚 甲基 丙 烯 酸 十 八 酯 降 粘 剂 ， 并 且 通 过傅 立 叶 变 换 红 外光