具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物及其制備方法。該方法是將乙烯基磺酸鈉，季銨鹽疏水單體N,N-二癸基-N-甲基-N-（4-乙烯基苯基）氯化銨與丙烯酰胺在十二烷基硫酸鈉乳液中共聚，過硫酸鉀和四甲基乙二胺作為引發(fā)體系，在35～80℃范圍內(nèi)反應(yīng)5～48h，得到具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物。該共聚物水溶性好，并具有顯著的增稠性、抗剪切性、耐溫性及抗菌性能。經(jīng)無水丙酮和無水乙醚的混合溶液浸出聚合物中殘留引發(fā)劑、殘留單體、殘留乳化劑后，真空干燥、粉碎可得到粉劑產(chǎn)品，在油田三次采油、涂布、印刷、日化及醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物及其制備方法，屬于水溶性高分子材料的合成【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烯酰胺類共聚物是石油工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的水溶性聚合物之一，它可應(yīng)用于鉆井、采油、堵水、調(diào)剖、酸化、壓裂、水處理等領(lǐng)域，并且已取得了可觀的經(jīng)濟效益。尤其在采油工程提高采收率中部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)得到廣泛地使用。然而HPAM在實際使用中存在許多不足:該類聚合物的溶解比較困難；在剪切作用下容易發(fā)生分子鏈斷裂，導(dǎo)致相對分子質(zhì)量降低，溶液粘度驟減；HPAM分子鏈上的羧基對鹽極其敏感，尤其是在油藏中含有高價金屬離子(如Ca2+、Mg2+)時，易發(fā)生相分離，致使水溶液的粘度降低；在較高溫度下(如大于70°C )酰胺基易水解，特別是當(dāng)溫度超過93°C時會發(fā)生嚴(yán)重的熱降解，水解后在礦化度較高的條件下，常常伴有相分離產(chǎn)生而使溶液粘度劇烈下降；因此，這類聚合物僅能在中低溫、低礦化度的油田使用，不適應(yīng)于高溫、高鹽地層。
[0003]采用共聚合的方法，在聚合物分子中引入龐大側(cè)基、帶電基團、含磺酸基單體、疏水基單體均是提高丙烯酰胺類聚合物耐溫、抗鹽性能的有效途徑。例如，引入帶孿尾結(jié)構(gòu)的疏水基團，可以提高聚合物的高溫應(yīng)用性能。CN102690390A公開一種孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑及合成方法，包括步驟:(I)孿尾疏水單體N-烯丙基-N-十二烷基油酰胺的合成；(2 )將疏水單體和烷基酚聚氧乙烯醚置于燒杯中，加入少量蒸餾水?dāng)嚢柚寥芤和该?，轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中；(3)在三口燒瓶中裝上氮氣管和攪拌裝置，并加入蒸餾水；(4)加入丙烯酰胺、丙烯酸，攪拌至完全溶解；(5)用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟(4)的溶液pH值至7 ; (5)通入N2并恒溫反應(yīng)一段時間后，加入過硫酸銨、亞硫酸氫鈉再繼續(xù)反應(yīng)8h后得到相應(yīng)聚合物。用于油田開發(fā)中提高原油采收率的水溶性孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物及其制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物，由N, N- 二癸基-N-甲基-N - 4-乙烯基苯基)氯化銨(DDMVBA)、乙烯基磺酸鈉(SVS)和丙烯酰胺(AM)共聚制得，具有以下式I所
示結(jié)構(gòu):
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物，由N，N- 二癸基-N-甲基-N - 4-乙烯基苯基)氯化銨(DDMVBA)、乙烯基磺酸鈉(SVS)和丙烯酰胺(AM)共聚制得，具有以下式I所示結(jié)構(gòu):

2.一種具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物的制備方法，包括使用三種單體:N，N-二癸基-N-甲基-N - (4-乙烯基苯基)氯化銨(DDMVBA)、乙烯基磺酸鈉(SVS)和丙烯酰胺(AM)進行共聚反應(yīng)，步驟如下: (a )將含疏水長鏈的N，N- 二癸基-N-甲基-N - (4-乙烯基苯基)氯化銨(DDMVBA)和乙烯基磺酸鈉(SVS)按摩爾比15:1~2.5:1溶于十二烷基硫酸鈉水溶液中，在室溫下攪拌至完全溶解；加入親水單體丙烯酰胺，相對于三種單體摩爾總數(shù)，丙烯酰胺的投料比為67mol%~96.9mol%,室溫下攪拌至溶解；室溫下攪拌通氮除氧半小時； (b)加入引發(fā)劑過硫酸鉀(KPS)和四甲基乙二胺(TMEDA)，過硫酸鉀與四甲基乙二胺摩爾比為1:1，相對于聚合體系總體積，過硫酸鉀加量為I~5mmol/L ； (c)在35~80°C溫度下回流，聚合反應(yīng)5~48h，得具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物溶液；進一步地， (d )將上述步驟(C)制得的共聚物溶液滴入電磁攪拌的無水丙酮中，分離出沉淀固體物，將沉淀固體物置于無水丙酮和無水乙醚體積比5:5的混合溶劑中5~48h，撈出，干燥，即得具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物的固體產(chǎn)品；進一步地，將所得固體產(chǎn)品粉碎，得粉末狀產(chǎn)品。
3.如權(quán)利要求2所述的具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物的制備方法，其特征在于聚合體系中，相對于三種單體的總摩爾數(shù)，乙烯基磺酸鈉(SVS)的摩爾投料比為3~30mol%;N，N-二癸基-N-甲基-N- (4-乙烯基苯基)氯化銨(DDMVBA)的摩爾投料比為0.1~3.0mo 1% ;單體丙烯酰胺(AM)的摩爾投料比為93mol%~96.5mol%。
4.如權(quán)利要求2所述的具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物的制備方法，其特征在于十二烷基硫酸鈉用量相對于聚合體系總質(zhì)量為1-8%,優(yōu)選為2-4%。
5.如權(quán)利要求2所述的具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物的制備方法，其特征在于引發(fā)劑過硫酸鉀相對于聚合體系總體積用量為3~4mmol/L。
6.如權(quán)利要求2所述的具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物的制備方法，其特征在于步驟(c)中所述溫度范圍為56~60°C。
7.如權(quán)利要求2所述的具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物的制備方法，其特征在于步驟(C)中聚合反應(yīng)時間為12~16h。
8.如權(quán)利要求2所述的具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物的制備方法，其特征在于步驟(c )中，在回流裝置冷凝管上端裝有無水氯化鈣干燥管。
9.如權(quán)利要求2所述的具有孿尾長鏈的兩性丙烯酰胺共聚物的制備方法，其特征在于N, N- 二癸基-N-甲基-N - 4-乙烯基苯基)氯化銨(DDMVBA)制備方法為: 在裝有冷凝管、攪拌器的三口瓶中加入250mL脫水的丁酮，稱取40mmol的N-甲基二癸基胺和40.5mmol三乙胺溶于其中混合均勻，置于冰水浴中氮氣保護回流狀態(tài)下進行磁力攪拌，用恒壓滴液漏斗滴加溶有40.5mmol4-乙烯基芐氯的丁酮30mL，I小時滴完；水浴加熱至65-70°C，20-24h 后結(jié)束反應(yīng)，合成得到N，N- 二癸基-N-甲基-N - 4-乙烯基苯基)氯化銨。
【文檔編號】C08F228/02GK103613707SQ201310688300
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】譚業(yè)邦, 匡衛(wèi) 申請人:山東大學(xué)