影響聚丙烯酰胺質量的要素有哪些？
發(fā)布時間：2020-12-11
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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(shù)、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(jīng)過許多的試驗研討：反響速度常數(shù)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(shù)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(shù)的影響
枯燥器的操作參數(shù)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(shù)、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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