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影響聚丙烯酰胺質量的要素有哪些?
影響聚丙烯酰胺質量的要素有哪些?
發(fā)布時間:2020-12-11 瀏覽:
     聚丙烯酰胺廣泛使用到油田中,且技能正在趨于成熟化。本文從反響溫度、反響單體中金屬離子及雜質、反響系統(tǒng)pH值、枯燥參數、硫化物、鹽效應等六個方面臨聚丙烯酰胺的影響,期望對從事這方面作業(yè)的技能人員,有所協(xié)助。
聚丙烯酰胺組成反響是強放熱、高速率的自由基聚合反響,聚合產物具有較差的導熱性,即使伴有許多的水或溶劑,聚合產熱功能也與聚合物分子量成反比,而且溫度對聚合物分子量的影響比較大;另一方面,溫度對支化和交聯(lián)將產生較大的影響。另外,其它要素也會影響到聚合反響,如反響單體中金屬離子、金屬離子以及有機雜質。
1、反響溫度的影響
丙烯酰胺聚合是一個典型的自由基聚合,經過許多的試驗研討:反響速度常數與溫度的關系契合阿倫尼烏斯公式。跟著溫度的進步,反響速率將大幅度進步,一起分子量降。這是因為跟著溫度的升高,鏈引發(fā)的活化能要高于鏈增長的速度,這將使鏈增長的速度低于鏈引發(fā)的速度,導致自由基濃度升高,聚合度下降。假如大規(guī)模生產聚丙烯酰胺,將會放出許多的熱使溫度急劇升高,反響速度增大,將會產生脹大過大的現(xiàn)象,無法一起確保產品的分子量和溶解性。但是運用雙氮化合物引發(fā)將會大大改進這種狀況。
跟著試驗的深入研討,在許多自由基聚合反響中都發(fā)現(xiàn)了分子量與單體濃度成正比,而與引發(fā)劑濃度的平方根成反比。但是高濃度丙烯酰胺將會影響影響熱量的發(fā)出,使反響速度添加,分子量下降;另一方面高濃度丙烯酰胺會添加鏈轉移機率,導致聚丙烯酰胺支化程度加重,下降聚合物的水溶性,產生許多的不溶物,聚合物的分子量下降。研討表明,單體濃度在23%-25%的濃度范圍內分子量較高。
2、反響單體中金屬離子及雜質的影響
在聚丙烯酰胺的生產中,因為各種要素,有機類雜質和金屬離子的引進是不可避免的。金屬離子的引進不僅會影響到單體的活性,還會阻止丙烯酰胺的聚合。與金屬離子相比,有機雜質的引進將起到不同的作用,如鏈轉移,支化等。為了進步聚丙烯酰胺的生產效率,就要下降副反響的產生,因而就要削減有機雜質和金屬離子的引進。
3、反響系統(tǒng)pH值的影響
反響系統(tǒng)中pH過高將會添加反響速度,使聚合物的分子量下降。如丙烯酰胺在堿性條件下,易與氨氣產生反響生成還原劑一氮三丙酰胺,加快反響速率,于此一起氮三丙酰胺還起到鏈轉移的作用,大大下降了聚合物的分子量。假如丙烯酰胺水解程度加大,將增大聚合物中離子基團的數量,加大了分子量的擴張程度,使聚合物的粘度添加。另一方面,跟著丙烯酰胺水解度的增大,會嚴峻影響到聚合物分子量的穩(wěn)定性,假如丙烯酰胺水解度大于40%,易產生自催化的水解反響,嚴峻時導致分子鏈開裂。
4、枯燥參數的影響
枯燥器的操作參數及枯燥方法對聚合物質量影響也很大,對產品溶解性的影響更為突出。聚丙烯酰胺枯燥溫度不宜過高,而且要受熱均勻。假如局部受熱,將會產生分子內或分子間的亞酰胺化反響,導致分子鏈的架橋和開裂,下降聚合物的分子量。
5、硫化物對部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度的影響
硫化物可以明顯的下降部分水解聚丙烯酰胺溶液的粘度,通過許多的試驗研討,硫化物的濃度還存在這一個轉折點,當硫化物濃度由0添加到15mg/L時,聚合物的粘度明顯下降,下降速率也較大,當硫化物濃度大于15mg/L,聚合物的濃度也下降,但下降的速率較緩慢,因而硫化物濃度的分界點是15mg/L。
硫化物中的硫離子具有還原性,可以加快了部分水解聚丙烯酰胺溶液中的氧化降解的自由基反響,引發(fā)部分水解聚丙烯酰胺主鏈的開裂,降解加快,從而使部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度大幅度下降。
6、鹽效應對部分水解聚丙烯酰胺鏈結構的影響
部分水解聚丙烯酰胺在油田三次采油的使用中,因為鹽效應對鏈結構的影響,直接關系其對油層的作用。正確評價它在不同地質環(huán)境中的分子鏈形狀,對于合理解說聚合物驅油機理和更有效的利用好現(xiàn)有資源具有重要的含義。
7、影響聚丙烯酰胺質量的要素結論
綜上所述,影響聚丙烯酰胺質量的要素比較多,但是反響溫度、系統(tǒng)的pH、枯燥參數、反響單體中金屬離子及雜質是主要要素。反響溫度升高,反響度率升高,分子量下降;雜質、金屬離子的引進可以阻止丙烯酰胺的聚合;系統(tǒng)中PH值的增大會使聚合物粘度迅速添加,而且使聚合物的穩(wěn)定性下降;聚合物在枯燥時應該均勻受熱,不然,將會產生分子內或分子間的亞酰胺化反響,導致分子鏈的架橋和開裂,下降聚合物的分子量;因而為了進步聚丙烯酰胺的分子量要控制好以上四點。
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