反相乳液合成聚丙烯酰胺作为可回收压裂液的研发与试验
聚丙烯酰胺反相乳液聚合研究进展
聚丙烯酰胺反相乳液聚合研究进展发表时间：2018-11-14T20:21:52.477Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：姚昊亮[导读] 摘要：随着现代工业的不断发展，高分子材料在各生产领域都有着广泛地应用。
亨斯迈纺织染化（中国）有限公司摘要：随着现代工业的不断发展，高分子材料在各生产领域都有着广泛地应用。
反相乳液聚合技术的提出与完善，不仅优化了高分子合成的工艺，而且还降低了对环境的损害。
笔者在文章中首先说明了反相乳液聚合的反应机理；其次，介绍了聚丙烯酰胺的合成技术与研究进展；最后，介绍了聚丙烯酰胺在实际生产中的主要用途。
关键词：丙烯酰胺；反相乳液聚合；技术进展引言在以往的聚丙烯酰胺聚合生产中，不仅对工况温度有着严格的要求，而且流程复杂成本高昂。
相比之下，反相乳液聚合技术的引进则令高分子生产技术得到了长足的发展。
由于反相乳液聚合过程中介质较为分散，因此也有利于工况温度的控制。
即使在低温环境中，聚合反应也能够有效地持续进行。
可见，对反相乳液聚合技术原理进行解读，并研究其在生产中的应用就具有重要的实际意义。
一、反相乳液聚合机理（一）胶束成核通常而言，乳液聚合工艺会选择亲水性的引发剂，在反应过程中会逐渐转化为自由基。
并且受到沉析作用的影响，迅速与分解的自由基聚合。
经过对比可以得出，在聚合后粒子的整体大小较此前明显变小，但比表面积却较之前更大。
而且该工艺的反应过程与搅拌并无之间关联，只取决于水相的多少。
不仅如此，乳化剂的分子排列也与传统工艺有所区别，主要表现在胶束热力学的相关参数与单体滴液截然不同。
也正是由于这个原因，在该工艺系统中更有利于自由基的沉析，迅速生产聚合物高分子材料。
（二）均相成核所谓均相成核，就是指在溶解度饱和的情况下，析出的部分离子受到静电的影响所生产的晶核。
通过对反应过程进行观察发现，该工艺系统中并不存在胶束成核所具备的恒速期，反而表现出速率前后浮动的现象。
而且这个速度也仅与搅拌有关，在反应结束后粒子的大小数量级没有改变。
反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺及其应用
反相乳液聚合是以非极性液体如烃类溶剂为连续相（油相），单体溶于水为分散相（水相），借助乳化剂将分散相（水相）分散于连续相（油相）中，形成“油包水”（Ｗ／Ｏ）型乳液进行聚合。
反相乳液聚合为水溶性单体提供了一个具有高聚合速率和高相对分子质量聚合产物的聚合方法。
反相乳液聚合是Ｖａｎｄｅｒｈｏｆｆ等［１］在１９６２年进行的，他们以有机溶剂为介质，首先进行了水溶性单体的反相乳液聚合，并发现：反相乳液聚合与溶液聚合相比具有许多优点，如聚合速率高、得到的胶乳通过调节体系的ｐＨ值或加入乳化剂等方法可使聚合物迅速地溶于水，比粉末型聚合物的应用更加方便。
从此反相乳液聚合作为常规乳液聚合的一个补充，得到迅速发展［３］。
１反相乳液聚合体系组成丙烯酰胺反相乳液聚合体系包括：水溶性丙烯酰胺类单体、水溶性阳离子或阴离子功能单体、引发剂、Ｗ／Ｏ型乳化剂、水相、连续相和助剂等。
１．１乳化剂和连续相反相乳液聚合必须利用表面活性剂，通过一定的方式将含有丙烯酰胺和水溶性阳离子型、水溶性阴离子型等共聚单体组成的水溶液（分散相）分散乳化在油相中（连续相），因此乳化剂在反相乳液聚合中的作用是非常大的。
早期的乳化剂一般采用非离子型的表面活性剂，如失水山梨糖有机酸酯、失水山梨糖酯环氧乙烷的加成物，烷基醇或烷基酚环氧乙烷的加成物。
目前基本不使用单一的乳化剂，转用复配型乳化剂，但不论使用何种复配乳化剂都必须使复配后的乳化剂的ＨＬＢ值尽量与水相中的丙烯酰胺和共聚单体所组成体系的ＨＬＢ接近，只有这样才能达到较好的乳化效果。
早期，油相一般采用苯－甲苯为油相，后来采用高沸点的溶剂油为连续相。
有的研究者［２］以Ｏｐ，Ｓｐａｎ和Ｎｐ系列表面活性剂为乳化剂，各种油为连续相，进行Ｗ／Ｏ乳液的研究认为：非离子表面活性剂亲油基结构和油相分子结构应该相似，以便在界面油相一侧形成致密的活性剂－油分子结构体，增加界面粘度，对乳液稳定有利。
国外有人采用两亲性高分子表面活性剂为乳化剂，如Ｒｅｅｋｍａｓ等［３］以两亲高分子低ＨＬＢ值嵌段聚合丁基硬脂酸酯为乳化剂，生物油为连续相；ＪｏｓｅＨｅｒｎａｎｄｅｚ等［４］以１２－羟基硬脂酸－聚氧乙烯醚三段聚合物为乳化剂，异构烷烃为连续相进行丙烯酰胺反相乳液聚合，乳液的性质好于使用一般普通乳化剂的聚合乳液。
反相乳液聚合法制备丙烯酰胺聚合物研究
反相乳液聚合法制备丙烯酰胺聚合物研究王敏;赵丰【摘要】The polymerization of acrylamide was studied in inverse emulsion by compound initiating sys-tem. Isqparaffin was used as organic phase,aqueous solution of acrylamide was dispersed phase. The effect of variables such as oil-water ratio,emulsifier type,reaction temperature and initiator ratio were investiga-ted. When the reaction temperature was30 ℃,oil-water ratio was 1∶1,HLB value of emulsifier was 5. 8, initiator ratio was 1∶2,PAM achieved good solubility and high stab ility. In the experimental condition,the particle size of the polymer was small and the molecular weight was up to 2. 13 × 106 . The nucleation of monomer droplets has been confirmed by particle size distribution.%采用反相乳液聚合法,以液体石蜡为连续相,丙烯酰胺水溶液为分散相,使用复合引发剂,制备了聚丙烯酰胺。
考察了油水比、乳化剂类型、反应温度、引发剂配比等因素对聚合粘度的影响。
得到较好的聚合条件为：反应温度为30℃,油水比1∶1,HLB值为5.8,引发剂含量配比为1∶2。
反相乳液聚丙烯酰胺的合成及其在油田上的渗透
反相乳液聚丙烯酰胺的合成及其在油田上的渗透
摘要：本文对反相乳液聚合法的主要特点，以及反相乳液聚丙烯酰胺的制备因素进行分析，同时针对油田中反相乳液聚丙烯酰胺的应用进行了介绍。对油田使用反相乳液聚丙烯酰胺的未来发展前景，以及发展方向进行了探讨。聚丙烯酰胺属于水溶性聚合物，也是应用最广泛的水溶性高分子品种，因为聚丙烯酰胺具有特殊的物理性质，因此在国内外的合成技术也逐渐成熟，在油田调剖堵水以及原油采收率的提升上，都有着非常广泛的应用。
3.油田中反相乳液聚丙烯酰胺的应用
当下反相乳液聚丙烯酰胺在油田中可以作为吸油剂，钻井液调整剂和堵水调剖剂进行应用。反相乳液聚丙烯酰胺属于采用中非常重要的去油剂，因为聚丙烯酰胺水溶液的粘度非常大，因此聚乙烯酰胺可以对其粘弹性进行改善，从而在地层中扩大其体积，最终促使原油采收率提升。现阶段在油田中应用最广泛的就是水溶液聚合法制备出的粉剂聚丙烯酰胺，粉剂聚丙烯酰胺内部存在的溶解速度较慢。因此聚丙烯酰胺反相乳液体系能够更好地作为深部调节剂在广泛应用，研究人员使用聚丙烯酰胺反相乳液，在某油田开展了先行实验，经过一段时间的考察，取得了较为明显的效果，也提升了钻油井的产油量。反相乳液聚丙烯酰胺作为钻井液调整剂，主要作用是为了对钻井液的流变性进行调节，并且润滑钻头。研究人员使用反相乳液聚合方法，制备了超支化共聚物，研究结果表明聚合物不论是在淡水咸水以及饱和咸水即将中，都能对滤失量进行降低，抗高温，抗盐以及抗金属离子的能力都非常强，还能更好的对其进行润滑。为了对钻井业的意志性问题进行解决，研究人员使用反相溶液聚合方法制备出了高分子抑制剂，在某油田实行了现场应用，实验结果表明，这种抑制剂能够对钻井液的抑制性进行显著提升，并且能更好的抗盐污染进一步提升钻井的速度以及稳定性，并且可以在复杂的地质条件下使用高盐的钻井液。
反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究与应用
反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究与应用反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究与应用引言聚丙烯酰胺（polyacrylamide, PAM）是一种重要的高分子合成材料，广泛用于水处理、石油开采、纺织、生物医药等领域。
油包水型聚丙烯酰胺是一种将水溶性聚丙烯酰胺包裹在油相中形成乳液的新型形态，具有更高的稳定性和可溶性，因此在一些特殊应用中表现出了卓越的性能。
本文将介绍反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究进展及其在各个领域中的应用。
一、反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的原理传统聚合物乳液一般是将水溶性聚合物以乳化剂乳化后悬浮在水相中形成乳液。
而油包水型聚丙烯酰胺的制备是利用乙烯基阳离子聚合物乳液作为水相，将聚丙烯酰胺单体在水相中聚合生成水溶性聚丙烯酰胺，然后通过添加乳化剂和溶剂使其包裹在油相中，形成油包水型聚丙烯酰胺乳液。
二、反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究进展1. 反相乳液聚合的优点相比传统乳液聚合，反相乳液聚合的油包水型聚丙烯酰胺具有更高的稳定性和可溶性，具备了更广泛的应用场景。
此外，反相乳液聚合还可以通过调整乙烯基阳离子聚合物乳液的性质和添加不同的乳化剂来控制聚合反应过程和产物性质，实现聚丙烯酰胺的分子量、形态和功能化调控。
2. 反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的改性研究随着对油包水型聚丙烯酰胺性能需求的不断提高，研究人员开始将其进行改性以满足不同的应用需求。
例如，通过交联改性可以提高产物的稳定性和吸附能力；通过共聚改性可以调节产物的水溶性和油包液性能；通过功能化改性可以使产物具备药物缓释、生物相容性等特殊功能。
三、油包水型聚丙烯酰胺在各个领域中的应用1. 水处理领域油包水型聚丙烯酰胺在水处理领域中具有广泛的应用。
由于其具有更高的稳定性和可溶性，可以有效地在废水处理中起到沉淀、絮凝和脱色的效果，提高水处理效率和效果。
2. 石油开采领域在油田勘探和油井注水中，油包水型聚丙烯酰胺的应用也逐渐得到了重视。
反相乳液聚合法合成超高分子质量聚丙烯酰胺
反相乳液聚合法合成超高分子质量聚丙烯酰胺武世新;杨红丽【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2011(28)9【摘要】The ultra-high molecular weight polyacrylamide was prepared by inverse emulsion polymerization method. The optimum reaction conditions were obtained by orthogonal experiment as follows:reaction time was 30 ℃,mass ratio of initiator to monomers was 0. 15%,reaction time was 4 h,and volume ratio of oil to water was 1:1. Furthurmore, volume ratio of oil to water and initiator dosage were optimized through single factor experiment. The polyacrylamide with average relative molecular weight of 1. 79 X 106 was prepared when the monomer content was 15 % , the volume ratio of oil to water was 1. 2 :1,and the mass ratio of initiator to monomers was 0. 13%.%采用反相乳液聚合法合成聚丙烯酰胺,通过正交实验确定最佳合成反应条件如下:反应温度为30℃、油水体积比为1∶1、引发剂加量为单体总质量的0.15％、反应时间为4h.进一步通过单因素实验对油水体积比和引发剂加量进行优化,在单体含量为15％、油水体积比为1.2∶1、引发剂加量为0.13％时,制得平均相对分子质量达1.79×106的聚丙烯酰胺.【总页数】3页(P54-56)【作者】武世新;杨红丽【作者单位】延安职业技术学院,陕西延安716000;延安职业技术学院,陕西延安716000【正文语种】中文【中图分类】TQ326.4【相关文献】1.超高相对分子质量聚丙烯酰胺合成参数的确定 [J], 匡洞庭;刘立新;姜涛;张宝库;刘广舜2.复合引发体系合成超高相对分子质量水解聚丙烯酰胺 [J], 秦雪峰;孙俊全3.复合引发体系合成超高相对分子质量水解聚丙烯酰胺的研究 [J], 秦雪峰;孙俊全4.新型超高相对分子质量两性聚丙烯酰胺的合成 [J], 王丽英;张旭;孙俊民;张永锋;曹珍珠5.反相乳液聚合法合成超高相对分子质量聚丙烯酰胺的研究 [J], 李小兰;王久芬;陈孝飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
反相乳液聚合法合成聚丙烯酸铵的研究
艺有十分重要的现实意义 ．本文采用反相乳液聚合法， 研究原料用量和聚合反应条件对聚丙烯酸铵絮凝剂 稳 定性 及絮 凝效 果 的影 响 ．
１ 实验部 分
１ 原料 及仪 器 ． １
丙烯 酸 ， 化学纯 ， 国药 集 团化 学试 剂有 限公 司 （ 海） 氨水 ， 析纯 ， 阳市化 学试 剂 厂 ； 硫 酸铵 ， 上 ； 分 洛 过 分析 纯， 天津市科 密欧化 学试剂有 限公 司； 航空煤 油 （＝ ． ５５ｇｍ１； ｐ Ｏ７ ／ ） 过硫 酸 钾 、 ５ 亚硫 酸氢 钠 、 乙二胺 四 乙酸二 钠 ，
维普资讯
第２ ５卷 第 １ 期
２０ ０ ７年 ２月
河
南
科
学
Ｖｏ ． Ｎｏ １ １ ２５ ． Ｆ ｂ．２ ７ ｅ ｏ０
Ｈ ＥＮＡＮ ＳＣＩ ＥＮＣＥ
文 章 编 号 ：０ ４ ３ １ （０ ７ ０ 一 ０ ３ ０ １０ — ９ ８ ２０ ） ｌ ０ ３ — ４
搅 拌使其溶 解均匀 ， 并通 氮驱 氧 ２ ｎ在烧 杯 中加入 ２ ．ｍｌ ０ｍｉ； ２ 浓氨 水用 蒸馏 水稀 释 ， ５ 另一烧 杯 中加 入 １． ｍ ６５ ｌ 丙烯 酸 ， 单体溶 液经 氨水 中和 后， 入 Ｅ Ｔ 二钠 、 加 ＤＡ 链转 移 剂 、 引发 剂 （Ｈ ）Ｓ０ ， Ｎ 待其 溶 解完 全 ， 高速搅 拌 在 下加 入到 四 口烧 瓶 内， 降低搅 拌速 率 ， 制 体系温 度 （Ｏ ）℃， 控 ５ ±１ 反应 ３５ｈ 得 到产 品聚 丙烯 酸铵 ． ～ ，
反相 乳液 聚合 法合成 聚丙烯 酸铵 的研 究
反相乳液聚合法制备丙烯酰胺丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物絮凝剂
略带淡黄 略带淡黄
88值 0(49: 5; $) 絮团大小
.<
.-
..
较大
大
大
滤饼
含 湿 量 *+ 成型性
3-
7,
<2
较好
好
好
直 径 0=4 粘接性
$$"稍有
$2"/ 无
$2"无
注>?@0?A(摩 尔 比 )B .C 7*上 清 液 DE 值 为 7"3F处 理 前 88 值为 .2/4905%
由表 $可见*比较总单体含 量可 知 在 .-+附 近 时*上 清 液 多*88值 最 小*絮 团 最 大*滤 饼 成 型
# 马 希 晨?季 铵 盐 聚 丙 烯 酰 胺 接 枝 阳 离 子 絮 凝 剂 的 研 制?农 村 农 源 "$--7"!7’(#70 #-
1 卢 绍 杰"孙 希 明?淀 粉 接 枝 @)@*)A )* 共 聚 反 相 胶 乳?高 分 子 材 料 科 学 与 工 程 "$---"$>!>’(>#0 >>
图 8 共聚温度与 93O5共聚物溶液粘度的关系
实 验 表 明"$)*+ *,- 共 引 发 可 使 共 聚 温 度 明显降 低"随温 度 的 变 化"共 聚 物 在 EAP以 前 共 聚 时 间 太 长"M9P以 后 出 现 粘 度 突 降"所 以 #E4R8&P 是理想的共聚温度! L3L 乳化剂浓度V<W对高聚物粘度影响
好% #结 论
G"反 相 H0I 乳 聚 系 统 ?@ ?A*原 料 易 得 价 廉 *设 备 简 单 *便 于 开 发 %
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反相乳液合成聚丙烯酰胺作为可回收压裂液的研发与试
验
反相乳液合成聚丙烯酰胺作为可回收压裂液的研发与试验
引言
随着能源的快速消耗和环境问题的日益凸显，可回收压裂液的研发与应用成为了关注的热点。
本文围绕反相乳液合成聚丙烯酰胺作为可回收压裂液进行了研究与试验，以期提供一种环保、高效的压裂液解决方案。
一、反相乳液的特点与应用
反相乳液是一种由溶液中的水相颗粒分散在有机相中形成的稳定乳液。
它具有以下特点：稳定性好、乳化效果强、粘度范围广、清洗性好等。
反相乳液在油田开发中广泛应用于润滑、防结垢、脱硫除尘等工艺方面。
然而，其在压裂液领域的应用尚不成熟。
二、反相乳液合成聚丙烯酰胺的原理与方法
1. 反相乳液合成聚丙烯酰胺原理：通过在反相乳液中引入聚
合反应，使聚丙烯酰胺单体均匀分散于溶液中，通过聚合反应形成聚合物。
2. 反相乳液合成聚丙烯酰胺方法：将反相乳液作为基质，添
加适量的聚丙烯酰胺单体与聚合剂，经过一系列反应步骤，合成所需的聚丙烯酰胺。
三、可回收压裂液的优势与挑战
可回收压裂液是指在压裂作业中能够收集、处理、再利用的液体，具有以下优势：节约能源、减少环境污染、降低成本等。
然而，可回收压裂液的研发与应用面临着技术难题与经济压力的双重挑战。
四、反相乳液合成聚丙烯酰胺作为可回收压裂液
通过将反相乳液与聚丙烯酰胺相结合，可以在一定程度上解决可回收压裂液的挑战。
具体应用如下：
1. 节约能源：反相乳液的乳化效果能够提高压裂液的使用效率，减少能源的消耗。
2. 减少环境污染：反相乳液具有较好的分散性，能够均匀分
散压裂液中的固相颗粒，减少固相颗粒对环境的污染。
3. 降低成本：反相乳液合成的聚丙烯酰胺具有较低的成本，
在满足技术要求的前提下，能够有效降低压裂液的成本。
五、研发与试验
通过实验室合成反相乳液聚丙烯酰胺，并在模拟压裂试验中进行性能测试，并与传统压裂液进行对比。
试验结果表明，反相乳液合成的聚丙烯酰胺具有较好的分散性、润滑性及增溶能力，能够满足压裂液的工艺要求。
六、结论
本文围绕反相乳液合成聚丙烯酰胺作为可回收压裂液进行了研发与试验。
试验结果表明，反相乳液合成的聚丙烯酰胺能够在一定程度上解决可回收压裂液的挑战，具备广阔的应用前景。
然而，仍需进一步研究与实践，以验证其在实际油田开发中的可行性与效果
综上所述，通过将反相乳液与聚丙烯酰胺相结合，可以解决可回收压裂液面临的技术难题与经济压力。
该方法能够节约能源、减少环境污染，并降低压裂液的成本。
实验结果显示，反相乳液合成的聚丙烯酰胺具有良好的性能，能够满足压裂液的工艺要求。
尽管如此，仍需要进一步研究与实践，以验证其
在实际油田开发中的可行性与效果。
这项研究具有广阔的应用前景，有望为油田开发提供可持续、环保的解决方案。