一种丙烯酰胺型聚合物及其制备方法和应用_3

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和1541CHT 1)、 聚醚峰(峰位置为lllOcnT1)和C=C峰(峰位置为2922、2851和1618CHT1),由此说明该聚合 级的产物为式(I)所示的单体(其中R1=R2=R1=R2=R 3=I n=2)。
[0100] 实施例2
[0101] 将1摩尔双端胺基聚醚(结构如式(1-1),R2=R3=CH 3, n=15)、25摩尔二氯甲烷和 1. 05摩尔氢氧化钠(配成浓度为30重量%的水溶液)加入装有冷却装置的反应瓶中,降温 至5°C,然后慢慢加入1. 10摩尔的丙烯酰氯,加入过程中温度不超过15°C,丙烯酰氯加完 后,于15°C以下反应4h ;将所得反应物静置,分出有机相,用浓度为20重量%的NaCl水溶 液洗涤2次,用无水硫酸钠干燥,蒸出有机溶剂即得橙红色粘稠液体一粗产物,将粗产物用 丙酮洗涤,即得聚合级的产物。采用红外谱图证明该聚合级的产物为式(I)所示的单体(其 中 R1=R2=R1=H, R2=R3=CH3, n=15)。
[0102] 实施例3
[0103] 将1摩尔双端胺基聚醚(结构如式(1-1 ),R2=R3=H,n=3)、18摩尔二氯乙烷和1摩尔 氢氧化钠(配成浓度为20重量%的水溶液)加入装有冷却装置的反应瓶中,降温至4°C,然后 慢慢加入1摩尔的丙烯酰氯,加入过程中温度不超过15°C,丙烯酰氯加完后,于15°C以下反 应3h ;将所得反应物静置,分出有机相,用饱和NaCl水溶液洗涤3次,用无水硫酸钠干燥, 蒸出有机溶剂即得橙红色粘稠液体一粗产物,将粗产物用丙酮洗涤,即得聚合级的产物。采 用红外谱图证明该聚合级的产物为式(I)所示的单体(其中R1=R2=R1=R 2=R3=H, n=3)。
[0104] 实施例4
[0105] 将1摩尔双端胺基聚醚(结构如式(2),R2=R3=CH 3, n=14)、22摩尔三氯甲烷和1. 02 摩尔氢氧化钠(配成浓度为40重量%的水溶液)加入装有冷却装置的反应瓶中,降温至 5°C,然后慢慢加入1.05摩尔的丙烯酰氯,加入过程中温度不超过15°C,丙烯酰氯加完后, 于15°C以下反应2. 5h ;将所得反应物静置,分出有机相,用浓度为10重量%的NaCl水溶液 洗涤3次,用无水硫酸钠干燥,蒸出有机溶剂即得橙红色粘稠液体一粗产物,将粗产物用丙 酮洗涤,即得聚合级的产物。采用红外谱图证明该聚合级的产物为式(I)所示的单体(其中 R1=R2=R1=H, R2=R3=CH3, n=14)〇
[0106] 实施例5
[0107] 将1摩尔双端胺基聚醚(结构如式(2),馬=1?3=!1,11=10)、20摩尔二氯甲烷和1.02摩 尔氢氧化钠(配成浓度为40重量%的水溶液)加入装有冷却装置的反应瓶中,降温至5°C, 然后慢慢加入1. 025摩尔的甲基丙烯酰氯(加入过程中温度不超过15°C ),丙烯酰氯加完 后,于15°C以下反应3h ;将所得反应物静置,分出有机相,用浓度为10重量%的NaCl水溶 液洗涤3次,用无水硫酸钠干燥,蒸出有机溶剂即得橙红色粘稠液体一粗产物,将粗产物用 丙酮洗涤,即得聚合级的产物。采用红外谱图证明该聚合级的产物为式(I)所示的单体(其 中 R1=R2=H, R1=CH3, R2=R3=H, n=10)。
[0108] 实施例6
[0109] 将1摩尔双端胺基聚醚(结构如式(2),R2=CH3, R3=CH3CH2, n=10)、20摩尔二氯甲烷 和1. 02摩尔氢氧化钠(配成浓度为30重量%的水溶液)加入装有冷却装置的反应瓶中,降温 至5°C,然后慢慢加入1. 025摩尔的3, 3-二甲基丙烯酰氯(加入过程中温度不超过KTC ), 丙烯酰氯加完后,于15°C以下反应3h ;将所得反应物静置,分出有机相,用浓度为10重量% 的NaCl水溶液洗涤3次,用无水硫酸钠干燥,蒸出有机溶剂即得橙红色粘稠液体一粗产物, 将粗产物用丙酮洗涤,即得聚合级的产物。采用红外谱图证明该聚合级的产物为式(I)所 示的单体(其中 R1=R2=CH3, R1=H, R2=CH3, R3=CH3CH2, n=10)。
[0110] 实施例 7-10
[0111] 按照实施例1的方法制备N-端胺基聚醚基丙烯酰胺单体,不同的是,
[0112] 所用原料的种类和比例如下表1所示。
[0113] 表 1
[0114]
[0115] 实施例11-21用于说明本发明的丙烯酰胺型聚合物的制备。
[0116] 以下实施例中,聚合物的质量分数为1%的水溶液的表观粘度是在25°C下用 Fann-35旋转粘度计测定得到的。共聚物中各结构单元的含量按相应单体的投料量计算得 到。
[0117] 实施例11
[0118] 将200ml水、0. 4125摩尔的氢氧化钠加入反应釜,待其溶解后加入0. 40摩尔2-丙 烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和0. 0125摩尔丙烯酸加入反应釜,搅拌均匀后,用质量分数为20% 氢氧化钠溶液将体系的PH值调节到9. 0,然后加入0. 45摩尔实施例1制得的聚氧乙烯醚 单体和0. 1摩尔丙烯酰胺,搅拌使其溶解得到反应混合液,将反应混合物转至聚合物反应 器中,在搅拌下加入0. 10克过硫酸铵、0. 10克亚硫酸氢钠,聚合反应的起始温度为60°C,维 持聚合反应45分钟,最后得到凝胶状弹性产物;将得到的凝胶状弹性体剪切后,于100~ 120°C下烘干,粉碎即得钻井液处理剂用聚合物。该聚合物的质量分数为1%的水溶液的表 观粘度为72mPa · s。
[0119] 实施例12
[0120] 将95ml水、0. 25摩尔的氢氧化钠加入反应釜,待其溶解后加入0. 10摩尔2-丙烯 酰胺氧-2-甲基丙磺酸和0. 15摩尔甲基丙烯酸加入反应釜,搅拌均匀后,用质量分数为10% 的氢氧化钾溶液将体系的pH值调节到6. 0,然后加入0. 08摩尔实施例2制得的聚氧乙烯 醚单体和0. 45摩尔N,N-二甲基丙烯酰胺,搅拌使其溶解得到反应混合液,将反应混合物转 至聚合物反应器中,在搅拌下加入〇. 10克过硫酸钠、〇. 10克硫代硫酸钠,聚合反应的起始 温度为45°C,维持聚合反应120分钟,最后得到凝胶状弹性产物,将得到的凝胶状弹性体剪 切后,于100~120°C下烘干,粉碎即得钻井液处理剂用聚合物。该聚合物的质量分数为1% 的水溶液的表观粘度为50mPa · s。
[0121] 实施例13
[0122] 将180ml水、0. 4摩尔的氢氧化钠加入反应釜,待其溶解后加入0. 30摩尔2-丙烯 酰氧丁基磺酸和〇. 1摩尔衣康酸加入反应釜,搅拌均匀后,用质量分数为15%的氢氧化钠溶 液将体系的PH值调节到8. 0,然后加入0. 35摩尔实施例3制得的聚氧乙烯醚单体和0. 25 摩尔丙烯酰胺,搅拌使其溶解得到反应混合液,将反应混合物转至聚合物反应器中,在搅拌 下加入1克过硫酸钾、1克焦亚硫酸钠,聚合反应的起始温度为30°C,维持聚合反应60分 钟,最后得到凝胶状弹性产物,将得到的凝胶状弹性体剪切后,于100~120°C下烘干,粉碎 即得钻井液处理剂用聚合物。该聚合物的质量分数为1%的水溶液的表观粘度为80mPa *s。
[0123] 实施例14
[0124] 将190ml水、0. 45摩尔的氢氧化钠加入反应荃,待其溶解后加入0. 35摩尔2-丙 烯酰胺基乙磺酸和〇. 1摩尔甲基丙烯酸加入反应釜,搅拌均匀后,用质量分数为20%的氢氧 化钠溶液将体系的PH值调节到9. 0,然后加入0. 35摩尔实施例4制得的聚氧乙烯醚单体 和0. 2摩尔乙烯基甲酰胺,搅拌使其溶解得到反应混合液,将反应混合物转至聚合物反应 器中,在搅拌下加入0. 35克过硫酸铵、0. 35克亚硫氢酸钠,聚合反应的起始温度为45°C,维 持聚合反应60分钟,最后得到凝胶状弹性产物,将得到的凝胶状弹性体剪切后,于100~ 120°C下烘干,粉碎即得钻井液处理剂用聚合物。该聚合物的质量分数为1%水溶液的表观 粘度为56mPa · s。
[0125] 实施例 15-21
[0126] 按照实施例11的方法制备钻井液用处理剂,变化项见表2。
[0127] 表 2
[0128]
[0129] 注:① SI-2-丙烯酰胺氧-2-甲基丙磺酸,S2 -2-丙烯酰氧丁基磺酸,S3 -2-丙 烯酰胺基乙磺酸,S4 - 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸;②Fl-丙烯酰胺,F2- N,N-二乙基 丙烯酰胺,F3-异丁基丙烯酰胺,F4-乙烯基乙酰胺,F5-乙烯基甲酰胺,F6-乙烯基吡咯 烧酮,F7-丙烯腈。
[0130] 对比例1
[0131] 按照实施例11的方法制备钻井液用处理剂,不同的是聚合过程中不加入式(I)所 示聚氧乙烯醚单体,得到参比钻井液处理剂用聚合物。该聚合物的质量分数1%的水溶液的 表观粘度为53mPa · S。
[0132] 对比例2
[0133] 按照实施例11的方法制备钻井液用处理剂,不同的是聚合过程中不加入式(II) 所示单体,得到参比钻井液处理剂用聚合物。该聚合物的质量分数1%的水溶液的表观粘度 为 59mPa · s。
[0134] 对比例3
[0135] 按照实施例11的方法制备钻井液用处理剂,不同的是聚合过程中不加入式(III) 所示单体,得到参比钻井液处理剂用聚合物。该聚合物的质量分数为1%水溶液的表观粘度 为 48mPa · s。
[0136] 对比例4
[0137] 按照实施例11的方法制备钻井液用处理剂,不同的是聚合过程中不加入所述非 离子单体,得到参比钻井液处理剂用聚合物。该聚合物的质量分数为1%水溶液的表观粘度 为 64mPa · s。
[0138] 测试例
[0139] 采用复合盐水中降滤失能力测试上述聚合物处理剂的耐温抗盐能力。所用复合 盐水基楽的配制:在350ml蒸馈水中加入15. 75g氯化钠 ,I. 75g无水氯化钙,4. 6g氯化镁, 52. 5g钙膨润土(潍坊昊达膨润土有限公司生产,工业品)和3. 15g无水碳酸钠,高速搅拌 20min,室温放置老化24h,得复合盐水基浆。评价时加入1. 5重量%的样品,高速搅拌5分 钟,然后在180°C滚
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