一种疏水缔合聚合物及其制备方法_3

文档序号:9837421阅读:来源:国知局
体选自含有端烯基的磺酸衍生物及 其磺酸盐衍生物与含有端烯基的杂环衍生物中的一种或多种;所述疏水单体的摩尔数与单 体总摩尔数的比为(0.001~0.2):1;所述功能单体的摩尔数与单体总摩尔数的比为(0.005 ~0.3):1〇
[0047] 其中,所述疏水单体、功能单体与引发剂均同上所述,在此不再赘述;在共水解法 制备疏水缔合聚合物是将部分丙烯酰胺单体用丙烯酸钠单体替代,因此所述丙烯酰胺单 体、丙烯酸钠单体、功能单体与疏水单体的总摩尔量与疏水单体的摩尔比为1: (0.001~ 0.2),优选为 1:(0.001 ~0.15),更优选为 1:(0.001 ~0.1),再优选为 1:(0.001 ~0.05),最 优选为1:(0.005~0.02)所述丙烯酸钠单体与单体总的摩尔数的比为(0.03~0.2):1,优选 为(0.05~0.16): 1,再优选为(0.1~0.16): 1;所述丙烯酰胺单体与丙烯酸钠单体总的摩尔 量与丙烯酸钠单体的摩尔比优选为1: (〇. 04~0.2),更优选为1: (0.08~0.2)。
[0048] 共聚反应之后优选进行熟化,再优选进行造粒,干燥,得到疏水缔合聚合物;所述 造粒的方法为本领域技术人员熟知的方法即可,并无特殊的限制;所述干燥的温度优选为 80°C~95°C ;所述干燥的时间优选为0.5~4h,更优选为0.5~3h,再优选为1~2h。
[0049] 本发明采用引发剂制备疏水缔合聚合物,复合引发剂在水中分解形成单体自由 基,单体自由基与烯类单体进行加成,形成单体自由基,即活性种;然后单体自由基打开其 他烯类单体分子的π键,加成形成新的自由基。这样形成的新的自由基反应活性不会发生衰 减,继续与烯类单体进行连锁式的加成,并按照这种方式进行链增长反应。当两个链自由基 之间发生活性碰撞,发生双基终止反应,聚合反应结束,形成聚合物胶体。
[0050] 本发明还提供了一种上述疏水缔合聚合物在油田化学、水处理、造纸或矿物浮选 领域中的应用。
[0051] 为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种疏水缔合聚合物及 其制备方法详细描述。
[0052] 以下实施例中所用的试剂均为市售。
[0053] 实施例1
[0054] 将丙烯酰胺单体、功能单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠与疏水单体丙烯酸十八 酯按85 :14.2 : 0.8的摩尔比投料,加至5000mL烧杯中用纯水溶解配制成单体总浓度为 25wt %的混合溶液,按疏水单体摩尔浓度10倍的比例加入十二烷基苯磺酸钠并充分搅拌均 匀,然后将烧杯放入30 °C水浴中保温直至溶液温度为30 °C,加入过硫酸铵和亚硫酸氢钠复 合引发剂引发聚合,其中过硫酸铵与亚硫酸氢钠质量比为5:4,过硫酸铵加量为单体总质量 的0.12% ;聚合反应在绝热环境下进行,在反应体系中心插入温度计监控聚合反应进行程 度,当30min内温度上升不超过1°C时认为聚合反应基本完成。聚合反应完成后lh,取出胶 体,将胶体切割成3~5mm大小颗粒,水解剂NaOH按照2.4g/100g胶体的量加入,混合均匀,转 移到塑料袋中密封,然后在恒温烘箱中恒温95°C水解2h(需要注意密封时尽量排除空气,并 保留足够的空间容纳水解时产生的氨气,注意水解时密封袋不要破裂)。水解完成后,将胶 体摊开铺平在500目筛网上,放入烘箱恒温90°C干燥40~90min,取出过筛,获得疏水缔合聚 合物。
[0055] 利用红外光谱对实施例1中得到的疏水缔合聚合物进行分析,得到其红外光谱图 如图1所示。由图1可知,傅里叶红外光谱图中,3575CHT 1和3186CHT1两处分别归属于N-H键的 反对称伸缩振动峰和对称伸缩振动峰;1674CHT 1归属于酰胺I带C = 0的伸缩振动峰,1642cm 4归属于酰胺II带N-H的弯曲振动峰;1545CHT1和ΗΟδαιΓ1分别为C0(T的反对称伸缩振动峰 和对称伸缩振动峰,1455CHT 1处归属于C-H的弯曲振动峰;1315CHT1为C-N键的伸缩振动峰, 1172CHT 1为磺酸基中S = 0的伸缩振动峰;1121 cnf1为C-0-C键的伸缩振动峰。
[0056]利用核磁共振对实施例1中得到的疏水缔合聚合物进行分析,得到其核磁共振氢 谱图,如图2所示。由图2可知,6 · 88~7 · 68ppm为丙烯酰胺和AMPS的酰胺基(-C0NH2,-C0NH-) 上氢的化学位移;4.70ppm为溶剂D 20上氢的化学位移;3.52~3.55ppm为丙烯酸酯烷基链上 和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠侧链上亚甲基氢(_CH 2)的化学位移;2.11~2.23ppm为分子 主链中次甲基氢(-CH-)的化学位移;1.55~1.65ppm为主链上亚甲基(_CH 2)氢的化学位移; 1 · 38ppm为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠侧链上甲基(-CH3)氢的化学位移;1 · 07~1 · 09ppm 为丙烯酸酯烷基链上甲基(_CH3)氢的化学位移。
[0057]将实施例1中得到的疏水缔合聚合物溶解于2万矿化度,钙镁离子浓度1000mg/L的 盐水中,配制成〇.2wt%的溶液,在851^7.348+1剪切速率下粘度达到96mPa · s。
[0058] 使用乌氏粘度计(0.55mm管径)按照GB/T 12005.10-92对实施例1中得到的疏水缔 合聚合物进行测试,得到其粘均分子量为892万。
[0059] 实施例2
[0060] 按照实施例1中的聚合方法及步骤,将丙烯酰胺单体、功能单体2-丙烯酰胺-2-甲 基丙磺酸钠与疏水单体丙烯酸十八酯的摩尔配比改为85.7 :14.2:0.1,得到疏水缔合聚合 物。
[0061] 将实施例2中得到的疏水缔合聚合物溶解于2万矿化度,钙镁离子浓度1000mg/L的 盐水中,配制成0.2被%的溶液,在85°(:、7.348_ 1剪切速率下粘度达到5711^.8。
[0062] 使用乌氏粘度计(0.55mm管径)按GB/T 12005.10-92对实施例2中得到的疏水缔合 聚合物进行测试,得到其粘均分子量为948万。
[0063] 实施例3
[0064] 按照实施例1中的聚合方法及步骤,将丙烯酰胺单体、功能单体2-丙烯酰胺-2-甲 基丙磺酸钠与疏水单体丙烯酸十八酯的摩尔配比改为80.5:14.2:5,得到疏水缔合聚合物。
[0065] 将实施例3中得到的疏水缔合聚合物溶解于2万矿化度,钙镁离子浓度1000mg/L的 盐水中,配制成〇.2wt%的溶液,在851^7.348+ 1剪切速率下粘度达到67mPa · s。
[0066] 使用乌氏粘度计(0.55mm管径)按GB/T 12005.10-92对实施例3中得到的疏水缔合 聚合物进行测试,得到其粘均分子量为556万。
[0067] 实施例4
[0068] 按照实施例1中的聚合方法及步骤,将丙烯酰胺单体、功能单体2-丙烯酰胺-2-甲 基丙磺酸钠与疏水单体丙烯酸十八酯的摩尔配比改为73.8:14.2:12,得到疏水缔合聚合 物。
[0069] 将实施例4中得到的疏水缔合聚合物溶解于2万矿化度,钙镁离子浓度1000mg/L的 盐水中,配制成0.2被%的溶液,在85°(:、7.348_ 1剪切速率下粘度达到2311^.8。
[0070] 使用乌氏粘度计(0.55mm管径)按GB/T 12005.10-92对实施例4中得到的疏水缔合 聚合物进行测试,得到其粘均分子量为298万。
[0071] 实施例5
[0072] 按照实施例1中的聚合方法及步骤,将丙烯酰胺单体、功能单体2-丙烯酰胺-2-甲 基丙磺酸钠与疏水单体丙烯酸十八酯的摩尔配比改为65.8:14.2: 20,得到疏水缔合聚合 物。
[0073] 将实施例5中得到的疏水缔合聚合物溶解于2万矿化度,钙镁离子浓度1000mg/L的 盐水中,配制成0.2被%的溶液,在85°(:、7.348_1剪切速率下粘度达到3.51^&.8。
[0074] 使用乌氏粘度计(0.55mm管径)按GB/T 12005.10-92对实施例5中得到的疏水缔合 聚合物进行测试,得到其粘均分子量为102万。
[0075] 实施例6
[0076] 按照实施例1中的聚合方法及步骤,将疏水单体改为N-十二烷基丙烯酰胺,得到疏 水缔合聚合物。
[0077] 将实施例6中得到的疏水缔合聚合物溶解于2万矿化度,钙镁离子浓度1000mg/L的 盐水中,配制成0.2被%的溶液,在85°(:、7.348_ 1剪切速率下粘度达到1151^&.8。
[0078] 使用乌氏粘度计(0.55mm管径)按GB/T 12005.10-92对实施例6中得到的疏水缔合 聚合物进行测试,得到其粘均分子量为1262万。
[0079] 实施例7
[0080]按照实施例1中的聚合方法及步骤,将疏水单体改为2-丙烯酰胺基-2甲基二十二 烷基磺酸钠,得到疏水缔合聚合物。
[0081] 将实施例7中得到的疏水缔合聚合物溶解于2万矿化度,钙镁离子浓度1000mg/L的 盐水中,配制成〇.2wt%的溶液,在851^7.348+ 1剪切速率下粘度达到44mPa · s。
[0082] 使用乌氏粘度计(0.55mm管径)按GB/T 12005.10-92对实施例7中得到的疏水缔合 聚合物进行测试,得到其粘均分子量为489万。
[0083] 实施例8
[0084] 按照实施例1中的聚合方法及步骤,将疏水单体改为二十二烷基烯丙基二溴化四 甲基乙二铵,得到疏水缔合聚合物。
[0085] 将实施例8中得到的疏水缔合聚合物溶解于2万矿化度,钙镁离子浓度1000mg/L的 盐水中,配制成0.2被%的溶液,在85°(:、7.348- 1剪切速率下粘度达到3311^.8。
[0086] 使用乌氏粘度计(0.55mm管径)按GB/T 12005.10-92对实施例8中得到的疏水缔合 聚合物进行测试,得到其粘均分子量为445万。
[0087] 实施例9
[0088] 按照实施例1中的聚合方法及步骤,将功能单体改为苯乙烯磺酸钠,得到疏水缔合
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