接枝改性聚丙烯酰胺及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种接枝改性聚丙烯酰胺及其制备方法，主要解决现有技术中聚丙烯酰胺耐温、抗盐、耐老化性能以及驱替效率差的问题。本发明专利技术通过采用一种接枝改性聚丙烯酰胺，化学通式为：HPAM-g-R，其中，HPAM为超高分子量聚丙烯酰胺，R为选自PEO-b-PNAM、PPO-b-PNAM、P(EO-r-PO)-b-PNAM、PEO-b-PPO-b-PNAM或PPO-b-PEO-b-PNAM中的一种，EO为环氧乙烷，PO为环氧丙烷，PEO为聚环氧乙烷，PPO为聚环氧丙烷，PNAM为聚N-取代丙烯酰胺，该接枝改性聚丙烯酰胺的粘均分子量≥2700万及其制备方法的技术方案较好地解决了该问题，可用于聚合物驱油剂的工业生产和高温高盐油藏驱油中。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，主要解决现有技术中聚丙烯酰胺耐温、抗盐、耐老化性能以及驱替效率差的问题。本专利技术通过采用一种接枝改性聚丙烯酰胺，化学通式为：HPAM-g-R，其中，HPAM为超高分子量聚丙烯酰胺，R为选自PEO-b-PNAM、PPO-b-PNAM、P(EO-r-PO)-b-PNAM、PEO-b-PPO-b-PNAM或PPO-b-PEO-b-PNAM中的一种，EO为环氧乙烷，PO为环氧丙烷，PEO为聚环氧乙烷，PPO为聚环氧丙烷，PNAM为聚N-取代丙烯酰胺，该接枝改性聚丙烯酰胺的粘均分子量≥2700万及其制备方法的技术方案较好地解决了该问题，可用于聚合物驱油剂的工业生产和高温高盐油藏驱油中。【专利说明】
本专利技术涉及三次采油领域，具体涉及一种接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺及其制备方法。
技术介绍
油气田开采用水溶性聚合物的通用性能要求主要有:水溶性、增粘性、悬浮性、剪切稀释性和触变性、稳定性以及渗流特性满足油气开采工程的要求等。虽然在无氧、无二价离子环境中超高分子量聚丙烯酰胺仍可于较高温度下(如120°C )提高采油率，但目前三次采油中常用的水溶性聚合物用于驱油时还存在许多问题。如在温度较高时聚丙烯酰胺水解严重；地层温度超过75°C后，随着地层温度升高，超高分子量聚丙烯酰胺沉淀形成加快；高温高盐易导致超高分子量聚丙烯酰胺从水溶液中沉淀出来，并且水解度越高这种现象越显著；溶液粘度对温度和盐度非常敏感，在高温高盐环境中溶液的保留粘度很低。因此，国内外研究者对驱油用聚丙烯酰胺类大分子进行了大量的研究以使其满足油田应用时的特殊油藏条件。专利CN102051165A公开了一种作为驱油剂的黄原胶接枝共聚物的制法和应用，采用接枝共聚合方法将耐温型功能单体引入黄原胶大分子链上，提高了生物大分子的黏弹性和生物稳定性。文献(Biiyiikya c A, Tuzcu G, Aras L.Synthesis of copolymers ofmethoxy polyethylene glycol acrylate and 2-acrylamido-2-methyl-l-propanesulfonic acid:1ts characterization and application as superplasticizer in concrete.Cement and Concrete Research, 2009, 39(7): 629-635.)则报道了作为高分子表面活性剂的聚丙烯酰胺接枝共聚物的合成与应用，所采用的大单体主要是在酸或碱性条件下易水解的聚氧乙烯醚丙烯酸酯类。而上述接枝到大分子链上的聚合物支链，支链长度不一且不可控，这为进一步研究聚合物接枝链长度和分子量等分子结构因素对接枝共聚物的流变性能、耐温抗盐抗老化性能以及三次采油驱替研究等带来困难。`
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中超高分子量聚丙烯酰胺用于三次采油领域时，存在耐温、抗盐、耐老化性能以及驱替效率差的问题，提供一种新的接枝改性聚丙烯酰胺。该接枝改性聚丙烯酰胺具有耐温、抗盐、耐老化性能好以及驱替效率高的优点。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一的接枝改性聚丙烯酰胺相对应的制备方法。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下:一种接枝改性聚丙烯酰胺，具有以下化学通式:HPAM-^--R 其中，HPAM为超高分子量聚丙烯酰胺； R 为选自 PE0-6-PNAM、PP0-6-PNAM、Ρ(Ε0τ-Ρ0)-6-ΡΝΑΜ、PE0-6-PP0-6-PNAM 或PP(H?-PE(H?-PNAM 中的一种； EO为环氧乙烷； PO为环氧丙烷； PEO为聚环氧乙烷； PPO为聚环氧丙烷； PNAM为聚N-取代丙烯酰胺； 该接枝改性聚丙烯酰胺的粘均分子量> 2700万。上述技术方案中，R是采用活性自由基聚合方法制得的分子量可控的嵌段型共聚物，其分子式中的6表示共聚物为嵌段型，r表示共聚物为无规型。PEO、PPO、PNAM中单体的重复单元数均选自I~100中的任一整数。为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下:一种接枝改性聚丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤: a)以环氧乙烷或环氧丙烷中的至少一种环氧烷烃为原料，以2，2，6，6_四甲基-4-卤基-1-氧基哌啶钠为引发剂，在引发剂与环氧烷烃的摩尔比为1:1~200、反应温度20~120°C、反应时间2~15小时的条件下，反应分别得到Z-PEO、Z-PPO、J-P (EOt-PO)、Ζ-ΡΕΟ-Α-ΡΡ Ο或Ζ-ΡΡΟ-Α-ΡΕΟ的聚合物，Z为2，2，6，6-四甲基-4-卤基-1-氧基哌啶基； b)分别向Z-PEO、Z-PP0、Z-P (EO-r-PO)、Z_PE(H?-PP0 或Z_PP(H?-PE0 的聚合物中加入带环氧基团的氮氧化物2，2，6，6-四甲基-4-环氧丙基氧基哌啶-1-氧基自由基，在50~125°C下，继续反应I~8小时，反应分别得到相应末端带氮氧活性基团N0.的聚环氧烷烃J-PEO-N0.、Z-PPO-N0.、Z-P (EOt-PO)-N0.,J-PEO-/?-PPO-N0.或 Z-PP04-PE0-N0.的聚合物； c)分别以上述末端带氮氧活性基团N0.的聚环氧烷烃为自由基捕捉剂，在自由基引发剂作用下，在自由基捕捉剂与自由基引发剂的摩尔比为1:0.5~10、反应温度40~125°C、反应时间I~16小时的条件下，引发疏水型单体N-取代丙烯酰胺聚合，反应分别得到相应亲水-疏水嵌段型共聚物 X-PE0-6-PNAM、Z-PPO-A-PNAM、J-P (ΕΟτ-ΡΟ) 4-ΡΝΑΜ、Ζ-ΡΕ0-6-ΡΡ0-6-ΡΝΑΜ 或 Ζ-ΡΡ0-6-ΡΕ0-6-ΡΝΑΜ ； d)分别将上述亲水-疏水嵌段型共聚物与超高分子量聚丙烯酰胺溶于pH值7.5~13.5的介质中，发生接枝共聚合反应，分别得到相应支链呈亲水-疏水嵌段型的接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺HPAM-g- (PE04-PNAM)、ΗΡΑΜ-^.- (PP0-6-PNAM)、HPAM-^- (P (ΕΟτ-ΡΟ) -6-ΡΝΑΜ)、HPAM-^- (PE0-^-PP0-/?-PNAM)或HPAM-貧- (ΡΡΟ-Α-ΡΕΟ-Α-ΡΝΑΜ)，其中，g表示聚合物为接枝型。上述技术方案中，步骤c)中所述自由基引发剂优选方案选自偶氮类引发剂或有机过氧化物引发剂中的至少一种；所述偶氮类引发剂优选方案选自偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述有机过氧化物优选方案选自异丙苯过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯或过氧化二碳酸二异丁酯中的至少一种。步骤c)中所述疏水型单体N-取代丙烯酰胺优选方案选自N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-正丁基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-正己基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺、N-正辛基丙烯酰胺、N-正十二烷基丙烯酰胺、N-正十六烷基丙烯酰胺、N-苯基丙烯酰胺、N-对甲苯基丙烯酰胺、N-对羟苯基丙烯酰胺、N, N- 二甲基丙烯酰胺、N，N- 二乙基丙烯酰胺、N，N- 二丁基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接枝改性聚丙烯酰胺，具有以下化学通式：HPAM‑g‑R其中，HPAM为超高分子量聚丙烯酰胺；R为选自PEO‑b‑PNAM、PPO‑b‑PNAM、P(EO‑r‑PO)‑b‑PNAM、PEO‑b‑PPO‑b‑PNAM或PPO‑b‑PEO‑b‑PNAM中的一种；EO为环氧乙烷；PO为环氧丙烷；PEO为聚环氧乙烷；PPO为聚环氧丙烷；PNAM为聚N‑取代丙烯酰胺；该接枝改性聚丙烯酰胺的粘均分子量≥2700万。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于志省，夏燕敏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11