鹽對聚丙烯酰胺黏度的影響

　　聚丙烯酰胺的抗鹽、抗剪切功用較差，且有必定的化學降解功用，因此，聚合物(PAM)驅油劑的耐鹽、增黏問題已經成為三次采油技術中極具挑戰性的研討課題。

　　影響溶液黏度的要素較多，本文首要硏究幾種離子對聚丙烯酰胺黏度的影響。以分子量500-700萬的聚丙烯酰胺為質料，在必定溫度下，根究不同的放置時間及不同的離子濃度下所構成的聚丙烯酰胺水溶液的黏度，經過測量其不同情況下的黏度，研討離子對聚丙烯酰胺的降黏作用。

　　實驗作用標明，聚合物的濃度越高，聚丙烯酰胺水溶液的黏度越大;聚合物濃度必守時，加人必定的鹽，水溶液體系的黏度下降，且跟著鹽濃度的增加，體系黏度減小得更為明顯。當鹽的量抵達某一程度，體系的黏度不再減小。此類鹽的離子中，鈣、鎂、鋇等二價離子的降黏作用較為明顯，對聚丙烯酰胺水溶液黏度的影響依次為Ca2+>Mg2+>Ba2+>K+>Na+。

　　聚丙烯酰胺較早在1893年由Moureu用丙烯酰氯與氨在低溫下反應制得，1954年首先在美國結束商業化出產。開始，丙烯酰胺(AM)單體由丙烯腈(AN)經硫酸催化水合而得，經過丙烯酰胺均可聚合制得非離子型聚丙烯酰胺(PAM)，隨后開發了用堿部分水解的陰離子型聚丙烯酰胺。

　　20世紀70年代，跟著丙烯酰胺出產的第二代“催化水合法”和第三代“微生物工程法”工藝技術的相繼問世，聚丙烯酰胺的系列產品不斷被開發。

　　20世紀90年代，國外對兩性聚丙烯酰胺的開發較為生動，已有產品問世。

　　我國對聚丙烯酰胺的研討和出產始于20世紀60年代，出產工藝首要有水溶液聚合法、反向乳液聚合法、反相懸浮聚合法、輻射引發法。

　　聚丙烯酰胺的大多數運用環境都存在不同的鹽，其離子的特性能夠改動聚丙烯酰胺的溶解性、黏度、溶液的性質。本文以分子量為500-700萬的部分水解聚丙烯酰胺為研討方針，測定必定溫度下、不同的放置時間和不同鹽的濃度下，構成的聚丙烯酰胺水溶液的離子聚合物，點評不同離子對其黏度的影響，然后分析對其黏度影響較大的鹽的作用機理。

　　1、實驗部分

　　1.1實驗資料和儀器

　　氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋇(均為分析純)。

　　SXKW型數顯控溫電熱套，TD型電子天平，NDJ-85數字顯現黏度計，HH-(2)雙孔恒溫水浴鍋。

　　1.2HPAM/鹽離子水溶液的制作

　　制作1.0g·L-1的聚丙烯酰胺水溶液，別離參加0.1-2.0g·L-1的鹽，拌和均勻，置于50℃的恒溫水浴鍋中恒溫，每隔一段時間測量一次黏度。開始時測量時間距離較短，等到聚合物水溶液安穩之后，時間距離較長一些。以水為溶劑，別離制作500、1000、1500、2000、3000、5000mg·L-1的HPAM水溶液。

　　2、作用與評論

　　2.1空白實驗

　　表1聚合物黏度的空白實驗

　　聚合物濃度/mg·L-1放置時間/h

　　012510244872

　　5000.0840.0860.0820.0860.0860.0860.0850.086

　　10000.1340.1380.1380.1370.1390.1360.1380.136

　　15000.2560.2600.2570.2610.2580.2580.2600.258

　　20000.3350.3370.3380.3360.3370.3360.3360.336

　　30000.4730.4740.4760.4800.4740.4750.4760.473

　　50000.6540.6700.6810.6780.6750.6680.6720.676

　　不參加鹽，測定聚合物的黏度，作用見表1。由表1可知，跟著聚合物濃度增加，水溶液的黏度逐漸增加，其黏度巨細不隨時間的改動而改動，且聚合物濃度越大，其體系越不安穩，不易控制。

　　2.2離子對聚丙烯酰胺黏度影響

　　用水制作HPAM溶液，濃度為1.0g·L-1。運用的鹽有氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋇。對不同放置時間、不同鹽濃度的HPAM的水溶液聚合物的黏度進行測定，作用如下。

　　1)氯化鈉/HPAM水溶液的黏度數據見表2。

　　表2HPAM黏度與NaCl濃度的聯絡(50℃)

　　放置時間/hNaCl濃度/g·L-1

　　0.10.20.51.02.0

　　0.00.0280.0340.0160.0140.011

　　0.50.0300.0280.0150.0120.010

　　1.00.0310.0300.0140.0120.010

　　2.00.0310.0300.0150.0120.010

　　24.00.0300.0280.0150.0120.010

　　48.00.0340.0270.0140.0120.010

　　由表2可知，跟著放置時間的延伸，黏度根柢安穩不變。與空白實驗對比，聚合物體系的黏度減小，說明氯化鈉起到了減小黏度的作用。而且跟著氯化鈉濃度的增加，其黏度減小的作用愈加明顯。

　　2)氯化鉀/HPAM水溶液的黏度數據見表3。

　　表3HPAM黏度與KCl濃度的聯絡(50℃)

　　放置時間/hKCl濃度/g·L-1

　　0.10.20.51.02.0

　　0.00.0270.0250.0160.0140.010

　　0.50.0290.0260.0170.0130.011

　　1.00.0260.0240.0150.0120.009

　　2.00.0250.0250.0160.0130.010

　　24.00.0250.0230.0150.0130.010

　　48.00.0240.0220.0160.0140.007

　　由表3可知，跟著放置時間的延伸，黏度根柢安穩不變。與空白實驗對比，其聚合物體系的黏度減小，說明氯化鉀起到了減小黏度的作用。而且跟著氯化鉀濃度的增加，其黏度減小的作用越明顯。

　　3)氯化鈣/HPAM水溶液的黏度數據見表4。

　　表4HPAM黏度與CaCl2濃度的聯絡(50℃)

　　放置時間/hCaCl2濃度/g·L-1

　　0.10.20.51.02.0

　　0.00.0160.0090.0070.0050.003

　　0.50.0150.0100.0060.0050.002

　　1.00.0150.0110.0070.0050.003

　　2.00.0150.0100.0070.0050.003

　　24.00.0150.0090.0070.0050.003

　　48.00.0150.0090.0060.0050.003

　　由表4可知，跟著放置時間的延伸，黏度根柢安穩不變。與空白實驗對比，發現聚合物體系的黏度減小，說明氯化鈣起到了減小黏度的作用。而且跟著氯化鈣濃度的增加，黏度減小的作用越明顯。與氯化鈉、氯化鉀比較，氯化鈣的降黏作用更為明顯。

　　4)氯化鋇/HPAM水溶液的黏度數據見表5。

　　表5HPAM黏度與BaCl2濃度的聯絡(50℃)

　　放置時間/hBaCl2濃度/g·L-1

　　0.10.20.51.02.0

　　0.00.0230.0180.0100.0070.004

　　0.50.0240.0190.0080.0060.004

　　1.00.0250.0200.0090.0060.003

　　2.00.0240.0190.0090.0070.003

　　24.00.0240.0180.0080.0070.003

　　48.00.0240.0180.0080.0070.003

　　由表5可知，跟著放置時間的延伸，黏度根柢安穩不變。與空白實驗對比，發現聚合物體系的粘度減小，說明氯化鋇起到了減小黏度的作用。而且跟著氯化鋇濃度的增加，黏度減小的作用越明顯。氯化鋇和氯化鈣的降黏作用相似。

　　5)氯化鎂/HPAM水溶液的黏度數據見表6。

　　表6HPAM黏度與MgCl2濃度的聯絡(50℃)

　　放置時間/hMgCl2濃度/g·L-1

　　0.10.20.51.02.0

　　0.00.0250.0150.0080.0050.004

　　0.50.0260.0140.0080.0060.004

　　1.00.0250.0140.0090.0060.003

　　2.00.0240.0150.0090.0070.002

　　24.00.0270.0150.0080.0060.003

　　48.00.0260.0150.0080.0070.003

　　由表6可知，跟著放置時間的延伸，黏度根柢安穩不變。與空白實驗對比，發現聚合物體系的黏度減小，說明氯化鎂起到減小黏度的作用。而且跟著氯化鎂濃度的增加，黏度減小的作用越明顯。當鹽離子濃度抵達必定值時，膠液的黏度根柢安穩，不再跟著鹽離子濃度的增加而下降。

　　由以上各表數據分析可知，HPAM部分水解作為聚電解質，其在溶液中構象的改動導致黏度隨鹽濃度的增加而改動。參加低濃度鹽時，分子鏈較大擴展，表現為具有高黏度。跟著鹽濃度增加，溶液離子的強度增加，低分子反離子進入高分子離子，屏蔽了有用電荷，使高分子鏈縮短，導致黏度活絡下降。當有必定的鹽存在時，降黏作用會逐漸減小，黏度下降變得峻峭。當參加CaCl2、MgCl2時，HPAM溶液黏度隨鹽濃度的增加急劇下降。這是由于跟著高價離子的增加，疏水締合物遭到反電荷的靜電屏蔽作用，分子鏈彎曲，其在溶液中的締合網絡結構被損壞，使得溶液黏度下降。

　　3、定論

　　本文首要研討了幾種鹽離子對聚丙烯酰胺黏度的影響。作用發現，聚合物濃度越高，聚丙烯酰胺水溶液的黏度越大;聚合物濃度必守時，參加必定的鹽，水溶液體系的黏度下降，而且跟著鹽濃度的增加，體系黏度減小得更明顯。幾種鹽離子中，鈣、鎂、鋇等二價離子的作用較為明顯。當鹽的量抵達某一程度，體系的黏度就不再減小。陽離子對聚丙烯酰胺水溶液黏度的影響依次為Ca2+>Mg2+>Ba2+>K+>Na+。