39288-95-4
中文名稱
膠凝劑41
CAS
39288-95-4
常見問題列表
概述
膠凝劑（agglutinant）：能使膠乳逐漸轉(zhuǎn)變成均勻的半剛性固體凝膠、并保持原有形狀的外加物質(zhì)。常是由強酸與弱堿或強堿與弱堿所形成鹽類，如硝酸銨是天然膠乳的弱膠凝劑，硝酸鋅是天然、合成膠乳的緩慢膠凝劑等。綜觀國內(nèi)外對膠凝劑研究可以得知:膠凝劑一般是以碳-碳為主鏈、線型的合成高分子聚合物,所采用的主單體大多數(shù)為丙烯酰胺(AM)。目前研究比較多的丙烯酰胺類膠凝劑大多是丙烯酰胺與陽離子單體或陰離子單體共聚而得到的陽離子型聚合物、陰離子型聚合物或兩性聚合物。所以說尋找一種有效的改性單體是開發(fā)新型酸液稠化劑的關(guān)鍵所在。由于天然聚合物的性能不理想,其實際應用受到限制,用量也相對減少。合成聚合物類的膠凝劑具有一些天然聚合物無可比擬的優(yōu)點。所以合成聚合物類膠凝劑在品種數(shù)量和應用范圍上占絕對優(yōu)勢。眾多合成物膠凝劑中尤以丙烯酸胺類的共聚物最具優(yōu)勢,從發(fā)展趨勢看,此類酸液膠凝劑不僅是在當前,而且在將來也同樣起主導作用[1]。
膠凝劑分子結(jié)構(gòu)設計原理
膠凝劑的分子結(jié)構(gòu)設計應考慮具有較好的抗溫抗鹽性能，膠凝劑的分子結(jié)構(gòu)設計具體依據(jù)以下六個方面：
⑴ 在分子鏈上引入可增加剛性的結(jié)構(gòu)，選用碳鏈高分子和在分子中引入可增加分子鏈剛性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可使聚合物的熱穩(wěn)定性明顯提高；
⑵ 在分子上引入大側(cè)基或剛性側(cè)基，可使聚合物具有較高的熱穩(wěn)定性。因剛性側(cè)基的位阻效應，分子運動阻力大，聚合物溶液的表觀粘度降低幅度較??；
⑶ 聚合物引入可抑制酰胺基水解的單體，可以抵消因分子鏈上酰胺基的水解抗溫耐鹽性能降低的缺點，可使聚合物的抗溫耐鹽性能大幅度提高；
⑷ 疏水基團的水溶性聚合物具有鹽增粘效應，因此，在聚合物合成中引入疏水基團是改善聚合物耐溫抗鹽性的有效途徑；
⑸ 聚合物中最好引入含有耐水解基團，來增加產(chǎn)物的耐鹽性能。改性的丙烯酰胺類膠凝劑比較合適，因此采用耐水解的單體與 AM 等單體共聚可以獲得耐溫抗鹽性能優(yōu)良的水溶性聚合物；
⑹ 還可以在分子中引入對鹽不敏感的基團來提高分子的耐鹽性[3]。
圖1 膠凝劑分子結(jié)構(gòu)設計原理與方法
合成
利用丙烯酰胺（AM）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DAC）為原料,進行水溶液聚合,采用低溫復合引發(fā)體系合成一種高溫膠凝酸用膠凝劑P（AM-co-DAC）,通過單因素分析法確定最佳反應條件,并對其純化樣品進行紅外表征。室內(nèi)性能評價結(jié)果表明,該膠凝劑易溶于酸,增黏效果好。在180℃,170s-1剪切速率下,質(zhì)量分數(shù)1%的膠凝劑溶于質(zhì)量分數(shù)20%的鹽酸中,剪切100min,黏度保持在30mPa·s左右,具有較好的耐溫性和耐剪切性。合成工藝流程
膠凝劑共聚物合成的工藝流程如圖 2 所示[3]。
圖 2 膠凝劑的合成工藝流程示意圖
分類
1.丙烯酰胺類聚合物 2. 乙烯及其衍生物類聚合物3.其它種類膠凝劑
1) 雜多糖及其衍生物類，以 SGN 為代表；
2) 胍膠及其衍生物，在酸化中胍膠一般是改性后使用，常用的為羥丙基胍膠（HPG）和抗高溫胍膠衍生物羥丙基胍膠 HPG；
3) 脂肪胺類，乙氧基化脂肪胺為主劑的膠凝劑可耐高剪切速率，N,N-雙（2-羥乙基）脂肪胺醋酸鹽作為膠凝劑既耐高溫又耐低溫；
4) 天然產(chǎn)物高分子類，主要代表為香豆膠，它是我國自行開發(fā)的一種性能優(yōu)良的水基壓裂液和酸化液膠凝劑；
5) 纖維素及其衍生物，纖維素中的羧甲基纖維素可作為膠凝劑使用[3]。
參考資料
[1]趙曉珂,孫銘勤,劉業(yè)文,劉朝霞. 國內(nèi)外酸化用膠凝劑的發(fā)展及應用現(xiàn)狀[J]. 承德石油高等?？茖W校學報,2006,(04):1-4.[2]崔福員,桑軍元,楊彬,李文杰,李軍,王云云,谷慶江. 高溫酸液膠凝劑的合成及性能評價[J]. 石油化工高等學校學報,2017,(01):31-35.
[3]元當杰. 乳液法合成高溫酸化膠凝劑研究[D].中國石油大學,2007.