聚丙烯酰胺类聚合物在油田的应用/高分子聚丙烯酰胺絮凝剂

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     聚丙烯酰胺类聚合物在油田的应用越来越广泛，它在流度控制、提高原油收率、化学调剖，污水处理等领域具有非常重要的作用。聚丙烯酰胺分子上的--coo-对盐极其敏感，在高温、高矿化度的条件下，会导致水溶液黏度大幅度下降，不能适应高温、高矿化度油藏驱油和钻井方面的要求。因此必须对水解聚丙烯酰胺进行改性，其中研究较多的是对疏水缔合水溶性聚合物的研究。疏水缔合水溶性聚合物是指在聚合物亲水性大分子上引入少量疏水基团的一类水溶性聚合物。在水溶液中，疏水基团由于憎水作用而发生聚焦，使大分子链产生分子内与分子之间的缔合。在临界缔合浓度以上，以分子间缔合为主，增大了流体学体积，因此，具有较好的增黏作用。疏水基团的加入可大幅度改变聚合物流变性能。
　　
     聚丙烯酰胺PAM（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙硫酸）、AMC14S及AMC16S等是一类多功能阴离子单体，具有良好的聚合活性，可与多种单体共聚，这些单体分子中含有对盐不敏感的磺酸基团（—SO3-），磺酸基团中含有的两个S—O配位键，增强了S从—OH-上吸引电子的能力，使—SO3-较稳定，表现出对外界阳离子的进攻不敏感，提高了聚合物的耐温、抗盐性能。 疏水改性的聚丙烯酰胺，由于疏水缔合作用形成的空间网状结构受无机盐影响小，抗温能力强，增大了聚合物的流体力学体积，使溶液的黏度显著提高，因而具有良好的增黏作用，其耐温、抗盐性能明显优于水解聚丙烯酰胺。疏水改性的聚丙烯酰胺的大分子链上含有许多带电基团与疏水基团，分子内电性斥力与极性基团的水化作用使大分子主链呈疏松伸展状态。当聚合物浓度达到临界缔合浓度时，大分子链交联，形成具有强度的空间网状结构，使流体力学体积增加，增粘能力增强。

     聚丙烯酰胺粘度如何？这是大部分聚丙烯酰胺购买商所头疼的问题。他们普遍认为粘度越高其分子量越高，其品质越优良。果真如此吗？我公司马上替您解决这个疑惑。聚丙烯酰胺所谓粘度，是指在浓度和温度下的粘度。要想检测聚丙烯酰胺的粘度，直接的方法是提高聚合物度，增加其分子量，这样才直接的，地。还有一种方法是在结晶的时候加入增塑剂，成核剂等，这样可以聚丙烯酰胺的结晶度，进而制品的粘度。一般后者是不可取的 ，这样做的结果对水处理来说，没有能够降处理污水的单位本钱，相反可能还增加其本钱，只有做增稠剂的时候是可以的的。譬如说制香行业等。目前，监狱三次采油中的油藏温度高及矿化度高的特点，要使驱油剂达到理想效果，聚合物必须具有很好的增粘能力和很强的耐温、抗炎及抗剪切能力。由此在设计耐盐抗高温聚合物分子时，引入了含有对盐不敏感的磺酸基团的功能单体与带有空间位阻较大的环状结构的苯乙烯硫酸钠与N-乙烯基-2-吡咯烷酮的功能单体，使相对分子质量高的聚合物分子链刚性增强，以阻止其在高矿化度条件下发生链卷曲，提高聚合物的耐温、抗盐性能。

     聚丙烯酰胺絮凝剂为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型，该产品广泛应用于增稠、稳定胶体、减阻、粘结、成膜、生物医学材料等方面，在水处理中作助凝剂、絮凝剂、污泥脱水剂；石油钻采中作降水剂，驱油剂；在造纸过程中作助留剂，补强剂等使用。　聚丙烯酰胺絮凝剂在废水处理中的絮凝作用是由于它的两个特点： 长链(线)状的分子结构和聚丙烯酰胺分子中含有大量活性基团。聚丙烯酰胺是直链状聚合物，因每个分子是由十万个以上的单体聚合构成，分子链相当长。它如果伸直，其长度要比一般的分子 (如蔗糖)或离子(如ca2+)长数万倍以上。由于它的分子长而细，会弯曲或卷曲成不规则的曲线形状。这个长分子链向外侧伸出许多化学活性基团：酰胺基－conh2及羧基－cooˉ。酰胺基是非离子性基团，但亦善于形成副价键而与其它物质的活性基团吸附并连结起来。由于聚丙烯酰胺分子长而细并有许多化学活性基团，它们能和沉淀微粒产生很多连接而形成较大的絮凝物，这些絮凝物的结构象棉絮那样，松散、无定形，互相连结但不很稳固，内部有很多空间和很多微细的网络，包藏着大量液体，因而絮凝物的比重颇接近它所存在的液体本身。絮凝物中还网络了各种各样的微粒，这将各种不同成分、不同性质、不同大小的微粒集合在一起。

   良好的聚丙烯酰胺絮凝剂处理能将溶液中原有的微粒网络除去，使溶液显得特别清亮透明和有光泽。由于絮凝物的尺寸较大，它的沉降和过滤都比较快。聚丙烯酰胺絮凝剂与废水中胶体的絮凝作用是通过化学吸附和物理网络这两种形式产生的。根据上述机理可知，分子量较高、分子较长的聚丙烯酰胺，能吸附较多的微粒，形成网络的能力较强，故絮凝效能较好。同理，聚丙烯酰胺分子中羧基的比例适当也很重要，因废水中的胶体多数带负电，聚丙烯酰胺需要有适量的羧基通过钙离子架桥与它作用。但如果羧基含量太多，聚丙烯酰胺分子本身负电过强，本身分子之间的相斥力过大，也不利于絮凝作用。聚丙烯酰胺(PAM)的种类分为阴离子、阳离子、非离子、两性离子型，在废水处理中，聚丙烯酰胺絮凝剂用来提高水处理过程中沉降、澄清、过滤、离心等工艺的效率。 此外，该产品溶解时，应注意将产品均匀的慢慢地加入带搅拌和加热措施的溶解器中,应避免结固,溶液在适宜温度下配制,并应避免长时间过剧的机械剪切.建议搅拌器60—200转/min,否则会导致聚合物降解,影响使用效果.。

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