一种聚丙烯酰胺表面活性剂及其制备方法技术

技术编号:5190825 阅读:240 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种聚丙烯酰胺表面活性剂及其制备方法。本发明专利技术采用丙烯酰胺类单体和阴离子-非离子复合型表面活性单体(N-烷基-N-丙烯酰胺基聚氧乙烯醚磺酸盐)在溶剂的作用下,共聚得到聚丙烯酰胺类表面活性剂。该表面活性剂兼具聚丙烯酰胺类聚合物水溶液的增粘作用和阴离子-非离子复合型表面活性剂的降低表/界面张力的作用,磺酸阴离子和聚氧乙烯醚非离子的引入提高了聚合物的耐温耐盐性,可用于三次采油、涂料工业、水处理等领域中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高分子表面活性剂,特别是涉及一种阴离子-非离子复合型聚丙 烯酰胺表面活性剂及其制备方法。
技术介绍
高分子表面活性剂通常是指相对分子质量在数千以上、具有显著表面活性的物 质。高分子表面活性剂的应用已有很长的历史,按来源分类可分为天然高分子表面活性剂 和合成高分子表面活性剂。一些天然高分子一直作为表面活性剂使用,但是天然高分子表面活性剂降低表面 张力的能力有限,而且具有生物降解性,因而此类高分子表面活性剂难以应用在一些对表 面活性和稳定性要求较高的工业领域,如三次采油、水处理及涂料和造纸行业。合成高分子表面活性剂是由亲水性单体均聚或与憎水性单体共聚,或通过将一些 普通高分子化学改性制得的。非离子型高分子表面活性剂,如聚氧乙烯-氧化丙烯的嵌段共聚物、烷基酚聚氧 乙烯醚及其衍生物等,其表面活性较好,表面张力通常在45 30mN/m,但其水溶液的增稠 能力有限,且分子量相对较低,一般在IO4以下。而较高分子量的高分子表面活性剂,如聚乙 烯醇、羟丙基纤维素、丙烯酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺等,虽具有良好的分散、 絮凝、乳化稳定、稳泡、保护胶体及增溶增粘能力,成膜性和粘附性也优良,但其降低表界面 张力的能力较差,起泡能力和渗透能力较弱。聚丙烯酰胺是应用非常广泛的一类水溶性高分子,因其廉价易得,增稠效果好等 优点而具有“百业助剂”之称。为了获得较好的降低表界面张力能力和高稳定性能的高分 子表面活性剂,许多科研工作者进行了不断的探索和研究。为了改善聚丙烯酰胺的增稠能力,U. S. P 4,463,151将壬烷基酚聚氧乙烯醚(n = 10 40)丙烯酸酯单体与丙烯酰胺共聚,获得具有良好增稠作用的疏水缔合型二元共聚 物,但由于疏水基团之间的缔合作用导致其团聚成胶束,其降低界面张力有限。CN1178802A合成了以丙烯酰胺、表面活性单体和离子型单体三组分共聚的高分子 表面活性剂,此类高分子表面活性剂为非离子型,具有较高的分子量以及具有较好的降低 表/界面张力的能力。大量实验研究发现,通过对阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的复配可以起 到耐盐耐高温的效果,但是复配的表面活性剂在地层运移过程中易发生严重的“色谱分离” 现象,导致复配失效。为避免发生“色谱分离”,可以将非离子基团和阴离子基团同时设计在 一个表面活性剂分子结构中,进而得到优势互补、性能优良的阴离子-非离子复合表面活 性剂。为了提高抗盐性能,可在阴离子表面活性剂分子中引入非离子聚氧烷基,或引入阳离 子型亲水基,或引入同种的或异种的另一个或多个阴离子亲水基。此类表面活性剂结合了 阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂两者的优点,可以获得较优异的表面活性能力的同 时,具有良好的耐温、耐盐以及抗生物降解等诸多性能。近年来,阴离子-非离子复合表面活性剂在小分子领域研究较多,而在高分子中引入阴离子-非离子复合表面活性单体还有 待研究。
技术实现思路
为了克服现有小分子表面活性剂的低粘度、不耐温耐盐的缺点,和高分子表面活 性剂表面活性低的不足,本专利技术提供。本专利技术的聚丙烯酰胺表面活性剂是这样实现的一种聚丙烯酰胺表面活性剂,所述聚丙烯酰胺表面活性剂是如通式1表示的聚合 物,[通式1]本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种聚丙烯酰胺表面活性剂,所述聚丙烯酰胺表面活性剂是如通式1表示的聚合物,[通式1]***式中:R↓[1]是H、CH↓[3]或C↓[2]H↓[5],R↓[2]是H、CH↓[3]或C↓[2]H↓[5],R↓[3]是碳链长度6~8的饱和烷基,n为1~20,x为30~80,y为20~70,M为Li↑[+]、Na↑[+]、K↑[+]或NH↓[4]↑[+]。

【技术特征摘要】
1. 一种聚丙烯酰胺表面活性剂,所述聚丙烯酰胺表面活性剂是如通式1表示的聚合物,[通式1]2.一种如权利要求1所述的聚丙烯酰胺表面活性剂的制备方法,依次包括以下步骤(1)在聚合反应器中加入丙烯酰胺类单体、表面活性单体和溶剂,然后向上述聚合反应 起始原料中加入碳酸钠、碳酸钾或碳酸锶,调节其PH为8 10,然后在其中通入高纯氮气鼓 泡除氧;所述丙烯酰胺类单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺或N,N-二乙 基丙烯酰胺;所述丙烯酰胺类单体占由所述丙烯酰胺类单体和所述表面活性单体构成的聚 合反应单体总重量的40 70wt% ;所述表面活性单体为N-烷基-N-丙烯酰胺基聚氧乙烯醚磺酸盐,其烷基链长为6 18、氧乙基个数为1 60 ;所述溶剂为水或二甲基甲酰胺水溶液;所述溶剂的量是所述聚合反应单体总重量的 5 50倍;(2)在所述聚合反应起始原料中加入引发剂过硫酸钾或过硫酸铵,然后升温至50 80°C,进行...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴江勇于芳吴巍王晓春
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北京化工研究院
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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