0407;两亲型表面活性剂丙烯酰胺共聚物驱油剂合成及性能研究;2000

两亲型表面活性剂丙烯酰胺共聚物驱油剂合成及性能研究摘要：从目前来看，三元复合驱虽然有助于提升原油的采收率，但是碱的使用也在一定程度上增加了采油的成本和难度，近年来，关于弱碱表面活性剂-聚合物二元复合驱方面的研究越来越多，但是在实际应用过程中，二元体系发生的色谱分离现象非常严重，驱油效果不明显。所以需要开发具有高界面活性和高粘度的驱油剂，来达到提高采收率的目的。本文主要探讨了两亲型表面活性剂丙烯酰胺共聚物驱油剂合成及性能。关键词：两亲型表面活性剂；丙烯酰胺；驱油剂本次研究通过马来酸酐型阴离子可聚合表面活性剂的合成，观察其表明性能，并和丙烯酰胺共聚，最后得到两亲共聚物。1.研究仪器和试剂本次研究主要使用DF-101S集热型磁力搅拌器、FA-1104电子天平称、N-1000旋转蒸发仪、真空干燥箱DZF-6050、SHB-B循环水式多用真空泵、K100全自动表面张力仪、FTIR-650傅利叶变换红外光谱仪等仪器。本次研究试剂主要包括马来酸酐、十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、正庚烷、乙醇、氢氧化钠、无水碳酸钠、氯丙烯、三乙胺、无水氯化钙等[1]。2.马来酸单酯的合成将四口烧瓶连接回流冷凝管、温度计、搅拌器等，将马来酸酐和链长不同的脂肪醇按照一定比例加入烧瓶中，在一定的回流温度下进行3小时的反应。再加入100毫升的正庚烷，进行15分钟的搅拌，保证溶液均匀。在常规室温下进行3小时的反应，等到白色晶体析出，再进行抽滤。加入100毫升的正庚烷后加热，搅拌重结晶。等到溶液温度冷却之后，放入冰箱中冷藏30分钟，进行抽滤和干燥，得到链长不同的四种白色针状马来酸单酯产物[2]。3.马来酸双酯的合成在容器中加入0.05摩尔的马来酸单酯，在适当温度下，让单酯熔融，然后加入一定量的无水碳酸钠，进行半小时的反应。等到温度降低到75摄氏度左右，再加入20毫升的丙酮，借助于恒压滴液漏斗滴加25毫升的氯丙烯混合物和10毫升的三乙胺，在半小时内滴完，进行6小时的反应。去除固体杂质，借助于旋转蒸发仪旋蒸去除三乙胺和丙酮，然后用蒸馏水进行两次清洗。取出上层油状液体，加入无水氯化钙进行干燥，放置一夜后，去除氯化钙，得到链长不同的四种马来酸双酯产物。4.马来酸双酯磺酸钠的合成将四口烧瓶连接回流冷凝管、温度计、搅拌器等，加入不同链长的0.02摩尔马来酸双酯，借助于恒压滴液漏斗，加入适量的40%亚硫酸氢钠水溶液，在20分钟内滴完，在120摄氏度的环境下进行3小时的反应。然后加入适量的无水乙醇进行过滤，去除无机盐，借助于旋转蒸发仪，蒸去乙醇。加入20毫升的热蒸馏水后，使用分液漏斗进行分液，去除双酯。加入40毫升的无水乙醇，保持水和无水乙醇的体积为1:2，在低温下进行结晶。过滤之后，得到干燥产物，即十二、十四、十六、十八四种不同链长的马来酸双酯磺酸钠产物，下面分别用SHE、SHS、SHL、SHB来表示[3]。5.马来酸双酯磺酸钠性能链长不同的四种马来酸双酯磺酸钠在不同浓度的溶液下，45摄氏度环境中的表面张力如图1所示。图145摄氏度环境中链长不同马来酸双酯磺酸钠的表面张力从图1中可以清楚的看出，表面单体浓度越大，那么溶液的表面张力就越低。在单体浓度增加到一定程度，并持续增加时，溶液表面张力不再降低。这是因为表面活性剂中还含有亲水基团和疏水基团，分子在水溶液的表面进行定向排列，从而导致溶液表面张力下降。在表面活性剂溶液已经饱和时，表面活性剂就会从单体逐渐转变为胶态聚集物，也就是胶团。此时，溶液表面张力会逐渐降低到最小值，溶液中表面活性剂的浓度，也就是临界胶束浓度。在溶液浓度和临界胶束浓度越来越接近时，浓度在不断增加，但是溶液的表面张力变化不明显[4]。图1中的转折处浓度就是临界胶束浓度，对应的就是最低表面张力，45摄氏度环境下临界胶束浓度和最低表面张力值如表1所示。表面活性剂临界胶束浓度（mmol/L）最低表面张力值（mmol/L）SHE2.1325.09SHS0.3024.22SHL0.02424.45SHB0.01425.226.结语本次研究以氯丙烯、直链醇、马来酸酐为原材料，经过磺化和酯化反应，合成了四中链长不同的马来酸双酯型表面活性单体，通过合成和反应，证明确实为目标产物，并分析了该产物的表面性能。参考文献：[1]于志省,夏燕敏,李应成.耐温抗盐丙烯酰胺系聚合物驱油剂最新研究进展[J].精细化工,2012,05:417-424+442.[2]高丙娟,于良民,李如.驱油用耐温抗盐丙烯酰胺聚合物的研究进展[J].材料导报,2011,S1:434-437.[3]李智慧,张庆生,黄雪松,曹言光,朱诚身.高分子表面活性剂及其在油田中的应用[J].河南科学,2014,08:1425-1431.[4]伊卓,刘希,方昭,杜超,黄凤兴.三次采油耐温抗盐聚丙烯酰胺的结构与性能[J].石油化工,2015,06:770-777.