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新技术与新产品 毛佩林·新型驱油剂聚丙烯酰胺的合成及性能研究

浸泡，同时用剪刀将反应混合物剪至米粒大小，期间 1.5 反应机理
多次更换乙醇，直至聚合物完全变为坚硬的白色颗粒 丙烯酰胺 (AM) 和丙烯酸 (AA) 以及 KH570 以自
状固体。 由基聚合的方式，在水浴锅中加热，以过硫酸钾为引
（5）将白色颗粒状的聚合物固体转移至表面皿中， 发剂合成聚丙烯酰胺。丙烯酰胺、丙烯酸、KH570 均
放入 40℃真空干燥箱中真空干恒重，得到产品，装瓶 为双键断开，产生 3 个自由基，在水浴锅中聚合，形
密封备用。 成聚丙烯酰胺和其他聚合物杂质。
O O

m H C=C —C—NH + m H C= C—C—OH+
2 H 2 2 H
O CH
H C—O 2
m 3 H H 2
2
H C—O—Si—C—C—O—C—C—CH
3 3
H C—O
3
H 2 H 2 H H H
—C—CH——C—C——C———C————————————
O=C O=C C—OK C=O
OK NH O O
2
H
2
(
H C—C—Si—O—CH 3 ( 3 m
2
1.6 聚丙烯酰胺的表征方法 分子深入聚合物内部，是聚合物膨胀 ；然后，聚合物
1.6.1 表面张力测定仪 分子均匀分散在水中，形成均匀的分散体系。通过泵
表面张力仪是专业用于溶液表面张力的仪器， 输提供能量，除去聚合物中的杂质。配制好的溶液，
吊环法是 1863 年由 Wilhelmy 首先提出的，后来， 通过柱塞泵高压注入，按配制要求计量，进入到高压
Dognon 和 Abribat 将其改进，测定当打毛的铂片、玻 注入管线中，与注入的地热水经过静态混合气混合烯
璃片或滤纸片的底边平行界面并刚好接触 ( 未脱离 ) 释后注入 [9] 。
界面时的拉力。要满足吊环恰好与液面接触，既可采
用脱离法，测定吊环脱离液面所需与表面张力相抗衡 2 实验结果与讨论
的最大拉力，也可将液面缓慢地上升至刚好与天平悬 2.1 单一变量法确定因素的影响及比较优化
挂已知重量的吊环接触，然后测定其增量，再求得表 在 KH570 改性阴离子 PAM 反应的合成中，改变
面张力的值 [8] 。 单一变量，优化实验效果。其影响因素包括 ：丙烯酰
吊环法的基本原理是将浸在液面上的金属环 ( 铂 胺和丙烯酸比例、KH570 比例、固配比、引发剂量、
丝制成 ) 脱离液面，其所需的最大拉力，等于吊环 温度。
自身重量加上表面张力与被脱离液面周长的乘积。 2.1.1 丙烯酰胺与丙烯酸比例优化
Timberg 和 Sondhauss 首先使用此法，但 DuNouy 合成条件 ：在 80 ℃的温度下，控制固配比均为
第一次应用扭力天平来测定其最大拉力。Harkins 和 4%，引发剂的量为单体总量的 0.35%，改变 AM:AA
Jordan 引进了校正因子，可以用来测定纯液体表面张 的比 例 (5、4.5、4、3.5、3)，则 AM:KH570:AA 分别
力，测定时必须注意其表面张力有时间效应。此外， 为 10:0.4:2、9:0.4:2、8:0.4:2、7:0.4:2、 6:0.4:2。
将吊环拉离液面时要特别小心，以免液面发生扰动。 在 500 mL 的三口烧瓶中第一组加入 4 g 的丙烯
1.6.2 驱替效率的表征 酰胺，第二组加入 3.6 g 丙烯酰胺，第三组加入 3.2 g 丙
先将聚合物溶解在水中，是聚合物充分溶解，并 烯酰胺，第四组加入 2.8 g 丙烯酰胺，第五组加入 2.4 g
均匀分散在水中。聚合物在水中的溶解分为两步 ：水 丙烯酰胺。再分别加入 0.8 g 的丙烯酸，加入 0.16 g 的

年
2018 第 44 卷 ·35·