一种耐温抗盐功能型聚合物及其制备方法与流程

文档序号:15395085发布日期:2018-09-08 01:59阅读:892来源:国知局

本发明涉及一种功能型聚合物及其制备方法。



背景技术:

目前,现已证明在聚合物上嫁接官能团后会产生超越聚合物性能的功能,如在聚丙烯酰胺分子链上嫁接亲水或疏水单体或新型的功能性单体,均可改良聚合物原来的性质。

已有专利1《可提高石油采收率的功能性聚合物》,(专利号:cn200780039561)主要是通过向聚丙烯酰胺分子链上嫁接亲水基团和疏水基团来改变聚丙烯酰胺的功能特性;已有专利2《一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用》,(专利号:201610172922.x),其是向聚丙烯酰胺上嫁接三种结构单元a/b/c;已有专利《丙烯酰胺改性接枝共聚物及其制备方法和用途》,(专利号:cn200910058252),已有专利3《一种功能性聚合物表面活性剂强化复合驱组及其应用》,(专利号:cn201410468053.6),合成的功能型聚合物表面活性剂的界面张力在102mn/m左右,其功能型聚合物表面活性剂是以聚丙烯酰胺为主链,向其嫁接功能单体,改变其结构及性能,但耐温抗盐能力并未有明显提高。

已有专利4《驱油用活性功能型聚表剂及其制备方法》,(专利号:cn201610035177)。此活性功能型聚表剂虽然在一定程度上增加聚合物的耐温、抗盐、热稳定性,但其耐温抗盐能力有限,并且使用化学试剂较多,反应较为复杂,操作繁琐。已有专利5《新型聚合物表面活性剂的制备方法及应用》,(专利号cn103408469a)中主要是通过合成一种功能型单体,驱油效果有所增强,但此聚合物表面活性剂的耐温抗盐能力有待提高。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供一种功能型聚合物,该功能型聚合物具有良好的耐温抗盐功能,从而有效保证聚合物的稳定性,有助于提高采收率。

另外,本发明还提供了该功能型聚合物的制备方法。

为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案是:

一种耐温抗盐功能型聚合物,其结构式是:

其中a,b,c,d,n为聚合度;1000≤a≤3000,5000≤b≤10000,1000≤c≤2000,5000≤d≤8000,6≤n≤20,x为烷基碳数8≤x≤16。

上述耐温抗盐功能型聚合物,其制备方法是在聚丙烯酰胺主链上嫁接有脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯、功能性单体一及功能性单体二,其中:

所述功能性单体一,其化学结构式为:

所述功能性单体二,其化学结构式为:

优选地,所述功能性单体一,其制备方法是:将十一胺和1-溴代十一烷按1:1质量比例置于反应器中,然后加入5倍于十一胺质量的乙腈中,加热至40℃并搅拌,待瓶底出现胺盐,向其中加入5倍于十一胺质量的6mol/l氢氧化钠溶液,搅拌直至溶液分层,上层为黄色,下层溶液为无色透明液体。取下层液体,真空干燥得白色片状晶体。将0.5倍于十一胺质量的白色片状晶体加入到0.5倍于十一胺质量的丙烯酰氯,温度保持在0~5℃下剧烈搅拌,得到功能性单体一;具体用化学反应式表示如下:

优选地,所述功能性单体二,其制备方法是:向反应器中加入1:1质量份的乙烯苯磺酸与4-马来酰亚胺基苯酚和5倍与乙烯苯磺酸的dmf溶剂,并加入0.5倍于乙烯苯磺酸质量的氢氧化钠,在40摄氏度下搅拌1小时,蒸馏法得到功能性单体二;具体用化学反应式表示如下:

优选地,所述耐温抗盐功能型聚合物的制备方法,其中各原料的用量按照重量份计算分别为:

功能性单体一:1份;

功能性单体二:1份;

丙烯酰胺:1份;

脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯:0.3份;

引发剂过硫酸钾:0.02份;

制备过程是:将功能性单体一、功能性单体二、丙烯酰胺及脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯加入到反应器中,用氢氧化钠溶液调节混合物ph值7~8,加入过硫酸钾同时通入氮气,温度控制在50℃~70℃,反应3-6小时生成耐温抗盐功能型聚合物。然后烘干、造粒。

本发明的有益效果:

本发明在聚丙烯酰胺分子链上引入了结构稳定的功能单体一和功能单体二。功能单体一具有双尾链结构,在地层中能相互交错形成稳定的结构网。功能单体二中具有双苯环结构和一个五氮杂环结构,结构稳定不易受地层中离子基团影响。从而改变了聚合物的结构和性能,保证了聚合物在地层中的稳定性,能有效地提高功能型聚合物的耐温抗盐能力,提高采收率。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述,但是值得说明的是,本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。然而,对于没有详尽描述的部分,本领域技术人员也可以完全理解本发明。

实施例:

一:制备功能性单体一

将5g十一胺和5g1-溴代十一烷置于反应器中,然后加入25g的乙腈,加热40℃并搅拌,待瓶底出现胺盐,向其中加入25ml的6mol/l氢氧化钠溶液,搅拌直至溶液分层,上层为黄色,下层溶液为无色透明液体。取下层液体,真空干燥得白色片状晶体。将2.5g白色片状晶体加入到2.5g的丙烯酰氯,温度保持在0-5℃下剧烈搅拌,得到功能性单体一;具体用化学反应式表示如下:

二:制备功能性单体二

向反应器中加入5g乙烯苯磺酸与5g的4-马来酰亚胺基苯酚和25mldmf溶剂,并加入2.5g氢氧化钠,在40℃下搅拌1小时,蒸馏法得到功能性单体二;具体用化学反应式表示如下:

三:耐温抗盐功能型聚合物的合成

将步骤一及步骤二制备的功能性单体一及功能性单体二加入烧瓶中,并向其中加入10g丙烯酰胺,1.5g正辛醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯,然后通过氢氧化钠溶液调节ph值在8,加入0.1g引发剂过硫酸钾,反应过程中需要通入氮气确保防止氧化,温度调节在65℃,生成耐温抗盐型功能聚合物。然后烘干、造粒。(其中a,b,c,d,n为聚合度a=2200,b=6500,c=1500,d=5000,n=12的,x为烷基碳数x=8)。化学反应式:

验证例

一、耐温能力对比

选取本专利合成的耐温抗盐功能型聚合物与已有专利中的功能型聚合物,配置成浓度为1500mg/l的溶液,分别对各个功能型聚合物在不同温度下放置,测试不同温度下各个功能型聚合物溶液的表观黏度的变化情况,数据如下:

表1:不同功能型聚合物在不同温度下的黏度

表1是不同功能型聚合物溶液黏度与温度关系;由表1所示:本实施例的耐温抗盐型聚合物的表观粘度随温度上升,比已有专利功能型聚合物的表观粘度下降速度缓慢。也就是说,在较高温度下,本实施例的耐温抗盐功能型聚合物的表观粘度保留率较高,表明耐温抗盐功能型聚合物的热稳定性较强。

二、抗盐能力对比

将本实施例的耐温抗盐功能型聚合物和已有专利4,已有专利5,已有专利1的功能型聚合物分别配制成浓度1500mg/l的水溶液,向各个溶液中加入等量的nacl,使其矿化度达到1000mg/l、2000mg/l、3000mg/l、4000mg/l、5000mg/l。用布氏黏度计对各个溶液进行黏度测量,结果见表2。

表2:不同功能型聚合物在不同nacl浓度下的黏度

从表2可以看出,在nacl浓度为1000mg/l时耐温抗盐功能型聚合物的黏度比其他已有专利的功能型聚合物的黏度高。随着nacl浓度增加,所有功能型聚合物的黏度都有所降低,但耐温抗盐功能型聚合物的黏度仍然最高,并且远高于其他已有专利功能型聚合物黏度,说明耐温抗盐功能型聚合物具有较好的抗盐性。

以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形、同等替换、改进等,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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