本發(fā)明屬于聚丙烯酰胺技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超支化兩性聚丙烯酰胺；還涉及上述超支化兩性聚丙烯酰胺的制備方法。
背景技術(shù)：
油田污水通常使用聚丙烯酰胺作為絮凝劑，由于其與采出液中驅(qū)油劑發(fā)生反應(yīng)，使其線型的分子結(jié)構(gòu)極易卷曲，使其絮凝性能顯著下降。而超支化聚丙烯酰胺具有高度的支化結(jié)構(gòu)，具有獨特的三維結(jié)構(gòu)、多端基、相對分子量高、低熔點、高流變性、溶解性能良好、反應(yīng)活性高、成本較低的優(yōu)點，具有優(yōu)良的絮凝效果。
兩性聚丙烯酰胺既具有陰離子性又具有陽離子性的優(yōu)點，由于支化劑季戊四醇末端有多羥基的親水基團，具有很好的親水性，使絮凝劑具有良好的溶解性；單體中含有磺酸基，可以提高產(chǎn)品的抗鹽能力；陽離子基團能更好的吸附負電荷，目前成為研究的熱點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種超支化兩性聚丙烯酰胺，該聚丙烯酰胺是以季戊四醇為核的超支化兩性聚丙烯酰胺，其作為絮凝劑具有比一般超支化絮凝劑更高的礦化度、更好的水溶性以及更寬泛的應(yīng)用范圍，同時該聚丙烯酰胺具有陽離子和陰離子絮凝劑的特性。
本發(fā)明的目的還在于提供上述超支化兩性聚丙烯酰胺的制備方法，該制備方法簡單、方便，易于操作。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
這種超支化兩性聚丙烯酰胺，以季戊四醇為核，通過“先核后臂”反應(yīng)得到超支化兩性聚丙烯酰胺，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：
本發(fā)明的另一技術(shù)方案是，上述超支化兩性聚丙烯酰胺的制備方法，包括以下步驟：
步驟1，按照單體質(zhì)量比為8:1:1、7:2:1、6:3:1、6:2:2、6:1:3或7:1:2取丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇；
步驟2，將取得的丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇在氮氣環(huán)境中、40-70℃下恒溫水浴加熱10-30min，然后滴加硝酸鈰銨引發(fā)劑溶液，滴加時間為10-30min，反應(yīng)1h后得到溶液a；
步驟3，向溶液a中加入陽離子單體二乙基二烯丙基氯化銨和陰離子單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，反應(yīng)30-60min后得到溶液b；
步驟4，向溶液b中加入占丙烯酰胺質(zhì)量2-10％的正硅酸乙酯溶液，反應(yīng)2.5-5.5h后得到透明粘稠液體；
步驟5，使用丙酮洗滌透明粘稠液體，然后浸泡6h后，置于40-60℃環(huán)境下干燥后得到超支化兩性聚丙烯酰胺。
更進一步的，本發(fā)明的特點還在于：
其中步驟2中將丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇放置在三口燒瓶中，三口燒瓶為無氧狀態(tài)。
其中三口燒瓶的一個口插入有攪拌棒，一個口通入氮氣，最后一個口用于氣體排出。
其中步驟5中在40℃的恒溫下進行干燥。
其中步驟5中使用丙酮洗滌多次透明粘稠液體。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的超支化兩性聚丙烯酰胺，其具有獨特的三維結(jié)構(gòu)，多端基，相對分子量高，熔點低，流變性高，溶解性能良好，反應(yīng)活性高，企具有良好的絮凝效果；該超支化兩性聚丙烯酰胺既具有陰離子性又具有陽離子性的優(yōu)點，其末端具有多羥基的親水基團，具有很好的親水性，使其具有更好的溶解性，并且其單體中含有磺酸基，能夠提高產(chǎn)品的抗鹽能力，且陽離子基團能更好的的吸附負電荷。
附圖說明
圖1為本發(fā)明中超支化兩性聚丙烯酰胺的合成原理圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細描述：
本發(fā)明提供了一種超支化兩性聚丙烯酰胺，以季戊四醇為核，通過“先核后臂”反應(yīng)得到超支化兩性聚丙烯酰胺，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：
本發(fā)明還提供了上述超支化兩性聚丙烯酰胺的制備方法，包括以下步驟：
步驟1，按照單體質(zhì)量比為8:1:1、7:2:1、6:3:1、6:2:2、6:1:3或7:1:2取丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇。
步驟2，將取得的丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇放置在氮氣環(huán)境下的三口燒瓶內(nèi)，三口燒瓶的一個口中插入有攪拌棒和溫度計，另外兩個口一個通入氮氣，另一個排出三口燒瓶內(nèi)的氣體，使丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇處在氮氣環(huán)境下、然后將其置于40-70℃下恒溫水浴加熱10-30min，然后滴加硝酸鈰銨引發(fā)劑溶液，滴加時間為10-30min，反應(yīng)1h后得到溶液a。
步驟3，向溶液a中加入陽離子單體二乙基二烯丙基氯化銨和陰離子單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，反應(yīng)30-60min后得到溶液b；
步驟4，向溶液b中加入占丙烯酰胺質(zhì)量2-10％的正硅酸乙酯溶液，反應(yīng)2.5-5.5h后得到透明粘稠液體；
步驟5，使用丙酮多次洗滌透明粘稠液體，浸泡6h后，置于40-60℃的恒溫環(huán)境下干燥后得到白色固體狀的超支化兩性聚丙烯酰胺。
本發(fā)明的具體實施例如下：
實施例1
制備超支化兩性聚丙烯酰胺的具體過程是：
步驟1，按照單體質(zhì)量比為7:2:1取丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇。
步驟2，將取得的丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇放置氮氣環(huán)境下的三口燒瓶內(nèi)，三口燒瓶的一個口中插入有攪拌棒和溫度計，另外兩個口一個通入氮氣，另一個排出三口燒瓶內(nèi)的氣體，使丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇處在氮氣環(huán)境下、然后將其置于55℃下恒溫水浴加熱30min，然后滴加硝酸鈰銨引發(fā)劑溶液，滴加30min，反應(yīng)1h后得到溶液a。
步驟3，向溶液a中加入陽離子單體二乙基二烯丙基氯化銨和陰離子單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，反應(yīng)60min后得到溶液b。
步驟4，向溶液b中加入占丙烯酰胺質(zhì)量10％的正硅酸乙酯溶液，反應(yīng)2.5h后得到透明粘稠液體；
步驟5，使用丙酮多次洗滌透明粘稠液體，浸泡6h后，置于50℃的恒溫環(huán)境下干燥后得到白色固體狀的超支化兩性聚丙烯酰胺。
實施例2
步驟1，按照單體質(zhì)量比為6:3:1取丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇。
步驟2，將取得的丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇放置在氮氣環(huán)境下的三口燒瓶內(nèi)，三口燒瓶的一個口中插入有攪拌棒和溫度計，另外兩個口一個通入氮氣，另一個排出三口燒瓶內(nèi)的氣體，使丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇處在氮氣環(huán)境下、然后將其置于40℃下恒溫水浴加熱10min，然后滴加硝酸鈰銨引發(fā)劑溶液，滴加時間為10min，反應(yīng)1h后得到溶液a。
步驟3，向溶液a中加入陽離子單體二乙基二烯丙基氯化銨和陰離子單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，反應(yīng)30min后得到溶液b。
步驟4，向溶液b中加入占丙烯酰胺質(zhì)量8％的正硅酸乙酯溶液，反應(yīng)2.5h后得到透明粘稠液體；
步驟5，使用丙酮多次洗滌透明粘稠液體，浸泡6h后，置于40℃的恒溫環(huán)境下干燥后得到白色固體狀的超支化兩性聚丙烯酰胺。
實施例3
步驟1，按照單體質(zhì)量比為6:2:2取丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇。
步驟2，將取得的丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇放置在氮氣環(huán)境下的三口燒瓶內(nèi)，三口燒瓶的一個口中插入有攪拌棒和溫度計，另外兩個口一個通入氮氣，另一個排出三口燒瓶內(nèi)的氣體，使丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇處在氮氣環(huán)境下、然后將其置于70℃下恒溫水浴加熱20min，然后滴加硝酸鈰銨引發(fā)劑溶液，滴加時間為20min，反應(yīng)1h后得到溶液a。
步驟3，向溶液a中加入陽離子單體二乙基二烯丙基氯化銨和陰離子單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，反應(yīng)45min后得到溶液b。
步驟4，向溶液b中加入占丙烯酰胺質(zhì)量2％的正硅酸乙酯溶液，反應(yīng)3h后得到透明粘稠液體；
步驟5，使用丙酮多次洗滌透明粘稠液體，浸泡6h后，置于40-60℃的恒溫環(huán)境下干燥后得到白色固體狀的超支化兩性聚丙烯酰胺。
實施例4
步驟1，按照單體質(zhì)量比為6:1:3取丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇。
步驟2，將取得的丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇放置在氮氣環(huán)境下的三口燒瓶內(nèi)，三口燒瓶的一個口中插入有攪拌棒和溫度計，另外兩個口一個通入氮氣，另一個排出三口燒瓶內(nèi)的氣體，使丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇處在氮氣環(huán)境下、然后將其置于70℃下恒溫水浴加熱10min，然后滴加硝酸鈰銨引發(fā)劑溶液，滴加時間為15min，反應(yīng)1h后得到溶液a。
步驟3，向溶液a中加入陽離子單體二乙基二烯丙基氯化銨和陰離子單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，反應(yīng)45min后得到溶液b。
步驟4，向溶液b中加入占丙烯酰胺質(zhì)量7％的正硅酸乙酯溶液，反應(yīng)3h后得到透明粘稠液體；
步驟5，使用丙酮多次洗滌透明粘稠液體，浸泡6h后，置于40℃的恒溫環(huán)境下干燥后得到白色固體狀的超支化兩性聚丙烯酰胺。
實施例5
步驟1，按照單體質(zhì)量比為7:1:2取丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇。
步驟2，將取得的丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇放置在氮氣環(huán)境下的三口燒瓶內(nèi)，三口燒瓶的一個口中插入有攪拌棒和溫度計，另外兩個口一個通入氮氣，另一個排出三口燒瓶內(nèi)的氣體，使丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇處在氮氣環(huán)境下、然后將其置于60℃下恒溫水浴加熱25min，然后滴加硝酸鈰銨引發(fā)劑溶液，滴加時間為25min，反應(yīng)1h后得到溶液a。
步驟3，向溶液a中加入陽離子單體二乙基二烯丙基氯化銨和陰離子單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，反應(yīng)50min后得到溶液b。
步驟4，向溶液b中加入占丙烯酰胺質(zhì)量2-10％的正硅酸乙酯溶液，反應(yīng)4h后得到透明粘稠液體；
步驟5，使用丙酮多次洗滌透明粘稠液體，浸泡6h后，置于55℃的恒溫環(huán)境下干燥后得到白色固體狀的超支化兩性聚丙烯酰胺。
實施例6
步驟1，按照單體質(zhì)量比為8:1:1取丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇。
步驟2，將取得的丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇放置在氮氣環(huán)境下的三口燒瓶內(nèi)，三口燒瓶的一個口中插入有攪拌棒和溫度計，另外兩個口一個通入氮氣，另一個排出三口燒瓶內(nèi)的氣體，使丙烯酰胺、去離子水和季戊四醇處在氮氣環(huán)境下、然后將其置于40℃下恒溫水浴加熱30min，然后滴加硝酸鈰銨引發(fā)劑溶液，滴加時間為30min，反應(yīng)1h后得到溶液a。
步驟3，向溶液a中加入陽離子單體二乙基二烯丙基氯化銨和陰離子單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，反應(yīng)40min后得到溶液b。
步驟4，向溶液b中加入占丙烯酰胺質(zhì)量5％的正硅酸乙酯溶液，反應(yīng)4h后得到透明粘稠液體；
步驟5，使用丙酮多次洗滌透明粘稠液體，浸泡6h后，置于55℃的恒溫環(huán)境下干燥后得到白色固體狀的超支化兩性聚丙烯酰胺。