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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

4%，引发剂的量为单体的总量 0.50%，温度分别为 率较快，已形成小分子聚合物，不利于大分子聚合物
80℃、70℃、60℃、50℃、40℃。 的合成 ；其次温度升高在聚合物链终止后，易发生链
在 500 mL 的三口烧瓶中，加入 2.8 g 的丙烯酰 转移。
胺、0.8 g 的丙烯酸，0.16 g KH570，加入引发剂
的量 0.009 92 g，加入 100 的去离子水。调节 pH 值
至 7~8，搅拌均匀，分别放入 80 ℃、70 ℃、60 ℃、
50℃、40℃的水浴锅中反应 4 h。
实验结果表明（表 7）：温度在 70℃时，合成的
聚丙烯酰胺驱油效率最好。随着反应温度的增高，会
导致单体更加易自聚 ；其次，温度越高，在反应终止
阶段合成的高分子易进行链转移 ；最后，随着温度升
高，在反应初始阶段，反应速率较快，易形成很多低
分子量的聚合物，影响反应效率和最终所需聚丙烯酰
胺大分子的分子量
表 7 温度对聚丙烯酰胺驱油效率的影响 图 4 温度影响聚丙烯酰胺的界面张力
实验序号 温度 /℃ 驱油效率 /%
实验 20 40 9.8 （2）固配比对表面张力的影响
实验 22 50 10.9
实验 23 60 11.3 与 a 组相似，只不过改变固配比的取值，得到一
实验 24 70 11.7 组聚丙烯酰胺，并测其表面张力。
实验 25 80 10.5
固配比是指单体总质量占单体和去离子水总和的
综上所述，聚丙烯酰胺合成的优化条件是 ： 70℃ 百分比。如图 5 所示，当固配比没有达到单体自聚的
下，单体的反应比例为 7:0.4:2，固配比为 4%，引发 浓度时，随着固配比的增加，单体浓度增加，聚合物
剂的质量占总单体质量的 0.5%。在此合成条件下合成 分子量增大，表面张力减小。
的聚丙烯酰胺的驱油效率最好，被用于三次采油时，
才能在最大程度上提高原油的采收率 (EOR)。
2.2 性能表征
2.2.1 表面张力性能表征
操作方法 ：
用上述实验合成的聚合物，配置 0.1%、0.2%、
0.3%、0.4%、0.5% 浓度，使溶液至均匀。测量所合
成每组的表面张力，得到能够最大程度上降低表面张
力的聚合物。设置上相密度为 0.001 g/mL，下相密度
0.997 g/mL，设置试验次数为 5 次，求其平均值。
（1）温度对表面张力的影响
取 合成 聚 丙 烯酰 胺 驱有 效 率 最好 的 一组， 和 与
图 5 固配比对聚丙烯酰胺的影响表面张力
该组除温度以外其他条件一样的聚合物，测表面张
力。即单体的反应比例为 7:0.4:2，固配比为 4%，引 （3）KH570 比例对表面张力的影响
发剂的质量占总单体质量的 0.20% 温度分别为 40℃、 在只改变 KH570 比例的情况下，选取其他条件
70℃、80℃下聚丙烯酰胺的表面张力。 均是最好的聚丙烯酰胺，测其表面张力，如图 6 所示。
如图 4，是在不同温度 (40℃、70℃、80℃)下测 KH570 主要影响聚丙烯酰胺的疏水基，但由于
定的表面张力，表面张力随着聚合物在此浓度的下降 KH570 的分子量较大，在加入时，比较容易自聚和促
而增大。从图中可以很明显的看出，随着温度升高， 使聚合的分子胶凝，因此加入量不宜过大。在一定范
表面张力越小。主要是由于温度越高，其初始反应速 围内，带有 Si 的 KH570 随着其浓度的增加聚丙烯酰

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