影響聚丙烯酰胺質(zhì)量的要素有哪些？
發(fā)布時(shí)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(zhì)、反響系統(tǒng)pH值、枯燥參數(shù)、硫化物、鹽效應(yīng)等六個(gè)方面臨聚丙烯酰胺的影響，期望對(duì)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(qiáng)放熱、高速率的自由基聚合反響，聚合產(chǎn)物具有較差的導(dǎo)熱性，即使伴有許多的水或溶劑，聚合產(chǎn)熱功能也與聚合物分子量成反比，而且溫度對(duì)聚合物分子量的影響比較大；另一方面，溫度對(duì)支化和交聯(lián)將產(chǎn)生較大的影響。另外，其它要素也會(huì)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(jī)雜質(zhì)。
1、反響溫度的影響
丙烯酰胺聚合是一個(gè)典型的自由基聚合，經(jīng)過(guò)許多的試驗(yàn)研討：反響速度常數(shù)與溫度的關(guān)系契合阿倫尼烏斯公式。跟著溫度的進(jìn)步，反響速率將大幅度進(jìn)步，一起分子量降。這是因?yàn)楦鴾囟鹊纳撸溡l(fā)的活化能要高于鏈增長(zhǎng)的速度，這將使鏈增長(zhǎng)的速度低于鏈引發(fā)的速度，導(dǎo)致自由基濃度升高，聚合度下降。假如大規(guī)模生產(chǎn)聚丙烯酰胺，將會(huì)放出許多的熱使溫度急劇升高，反響速度增大，將會(huì)產(chǎn)生脹大過(guò)大的現(xiàn)象，無(wú)法一起確保產(chǎn)品的分子量和溶解性。但是運(yùn)用雙氮化合物引發(fā)將會(huì)大大改進(jìn)這種狀況。
跟著試驗(yàn)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(huì)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(huì)添加鏈轉(zhuǎn)移機(jī)率，導(dǎo)致聚丙烯酰胺支化程度加重，下降聚合物的水溶性，產(chǎn)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(nèi)分子量較高。
2、反響單體中金屬離子及雜質(zhì)的影響
在聚丙烯酰胺的生產(chǎn)中，因?yàn)楦鞣N要素，有機(jī)類雜質(zhì)和金屬離子的引進(jìn)是不可避免的。金屬離子的引進(jìn)不僅會(huì)影響到單體的活性，還會(huì)阻止丙烯酰胺的聚合。與金屬離子相比，有機(jī)雜質(zhì)的引進(jìn)將起到不同的作用，如鏈轉(zhuǎn)移，支化等。為了進(jìn)步聚丙烯酰胺的生產(chǎn)效率，就要下降副反響的產(chǎn)生，因而就要削減有機(jī)雜質(zhì)和金屬離子的引進(jìn)。
3、反響系統(tǒng)pH值的影響
反響系統(tǒng)中pH過(guò)高將會(huì)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(chǎn)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(zhuǎn)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(tuán)的數(shù)量，加大了分子量的擴(kuò)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(huì)嚴(yán)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(chǎn)生自催化的水解反響，嚴(yán)峻時(shí)導(dǎo)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(duì)聚合物質(zhì)量影響也很大，對(duì)產(chǎn)品溶解性的影響更為突出。聚丙烯酰胺枯燥溫度不宜過(guò)高，而且要受熱均勻。假如局部受熱，將會(huì)產(chǎn)生分子內(nèi)或分子間的亞酰胺化反響，導(dǎo)致分子鏈的架橋和開裂，下降聚合物的分子量。
5、硫化物對(duì)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(guò)許多的試驗(yàn)研討，硫化物的濃度還存在這一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，當(dāng)硫化物濃度由0添加到15mg/L時(shí)，聚合物的粘度明顯下降，下降速率也較大，當(dāng)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(diǎn)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(yīng)對(duì)部分水解聚丙烯酰胺鏈結(jié)構(gòu)的影響
部分水解聚丙烯酰胺在油田三次采油的使用中，因?yàn)辂}效應(yīng)對(duì)鏈結(jié)構(gòu)的影響，直接關(guān)系其對(duì)油層的作用。正確評(píng)價(jià)它在不同地質(zhì)環(huán)境中的分子鏈形狀，對(duì)于合理解說(shuō)聚合物驅(qū)油機(jī)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(zhì)量的要素結(jié)論
綜上所述，影響聚丙烯酰胺質(zhì)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(zhì)是主要要素。反響溫度升高，反響度率升高，分子量下降；雜質(zhì)、金屬離子的引進(jìn)可以阻止丙烯酰胺的聚合；系統(tǒng)中PH值的增大會(huì)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(shí)應(yīng)該均勻受熱，不然，將會(huì)產(chǎn)生分子內(nèi)或分子間的亞酰胺化反響，導(dǎo)致分子鏈的架橋和開裂，下降聚合物的分子量；因而為了進(jìn)步聚丙烯酰胺的分子量要控制好以上四點(diǎn)。
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