聚合物包覆型磁纳米增黏剂的合成及其溶液流变性研究
发布时间：2021-04-10 01:13
增黏剂对压裂液、钻井液、化学堵水调剖剂和三次采油驱油剂等油气田工作助剂的性能及其施工效果有着至关重要的影响。目前使用最广泛的增黏剂当属有机聚合物,但由于有机聚合物自身的性能及日益复杂的油气藏条件等因素的影响,有机聚合物已越来越不能满足油气田现场施工要求。因此,必须对有机聚合物进行改性以提升其性能。在现有的有机聚合物改性方法中,将无机纳米粒子引入到有机聚合物中合成聚合物包覆型纳米材料是一种较为理想的方法,但无机纳米粒子的引入会进一步增加增黏剂的生产成本。从降低生产成本的角度出发,本文提出将纳米四氧化三铁（Fe3O4）引入到有机聚合物中,先合成纳米Fe3O4前驱体再与丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸（AMPS）共聚,合成出一种性能更加优良且具有磁响应性的聚合物包覆型磁纳米增黏剂,以利于用磁分离技术对磁纳米增黏剂进行回收利用,进而降低作业成本。本文首先采用“一步法”即在合成Fe3O4的过程中预先加入修饰剂油酸（OA）,同时进行纳米Fe3O4的合成和修饰得到能够参与共聚合反应且分散性良好的纳米Fe3O4前驱体,为合成聚合物包覆型磁纳米增黏剂做好准备工作。通过分子结构设计...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AM/AMPS/MA/St/纳米SiO2共聚机理图
西安石油大学硕士学位论文6够参与共聚合反应的碳碳双键，再通过聚合反应使无机纳米粒子与有机聚合物发生接枝反应从而达到有机聚合物包覆无机纳米粒子的目的。覃孝平首先利用硅烷偶联剂（KH540）3-氨基丙基三甲氧基硅烷与纳米SiO2反应，再将顺丁烯二酸酐与经改性纳米SiO2反应使其表面具有能够参与聚合反应的碳碳双键，最后采用水溶液聚合法合成出以改性纳米SiO2为核、AM/AA共聚物为壳的核壳状复合材料，合成机理如下图1-2所示[39]。图1-2聚合物包覆改性纳米SiO2机理[38]Nguyen等[40]利用油酸修饰纳米SiO2再将其与2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸（AMPS）共聚合成一种聚合物包覆型纳米材料，并对油酸修饰纳米SiO2/AMPS共聚物的驱油能力进行评价。研究结果表明，与AMPS均聚物相比油酸修饰纳米SiO2/AMPS共聚物在一定程度上表现出较强的驱油能力。油酸修饰纳米SiO2与AMPS发生共聚反应技术路线见图1-3。图1-3油酸修饰纳米SiO2与AMPS共聚反应技术路线[39]邰玉蕾[41]首先利用“两步法”即先用共沉淀法得到纳米Fe3O4，再利用修饰剂油酸（OA）对纳米Fe3O4进行修饰得到油酸修饰纳米Fe3O4，再通过改性悬浮聚合法、溶胶-凝胶法等合成了多种聚合物包覆型磁性纳米复合材料并对其催化性能和磁性能等进行分析讨论。研究结果表明所合成的聚合物包覆型磁性纳米材料在去除水溶液中的苯酚、催
西安石油大学硕士学位论文6够参与共聚合反应的碳碳双键，再通过聚合反应使无机纳米粒子与有机聚合物发生接枝反应从而达到有机聚合物包覆无机纳米粒子的目的。覃孝平首先利用硅烷偶联剂（KH540）3-氨基丙基三甲氧基硅烷与纳米SiO2反应，再将顺丁烯二酸酐与经改性纳米SiO2反应使其表面具有能够参与聚合反应的碳碳双键，最后采用水溶液聚合法合成出以改性纳米SiO2为核、AM/AA共聚物为壳的核壳状复合材料，合成机理如下图1-2所示[39]。图1-2聚合物包覆改性纳米SiO2机理[38]Nguyen等[40]利用油酸修饰纳米SiO2再将其与2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸（AMPS）共聚合成一种聚合物包覆型纳米材料，并对油酸修饰纳米SiO2/AMPS共聚物的驱油能力进行评价。研究结果表明，与AMPS均聚物相比油酸修饰纳米SiO2/AMPS共聚物在一定程度上表现出较强的驱油能力。油酸修饰纳米SiO2与AMPS发生共聚反应技术路线见图1-3。图1-3油酸修饰纳米SiO2与AMPS共聚反应技术路线[39]邰玉蕾[41]首先利用“两步法”即先用共沉淀法得到纳米Fe3O4，再利用修饰剂油酸（OA）对纳米Fe3O4进行修饰得到油酸修饰纳米Fe3O4，再通过改性悬浮聚合法、溶胶-凝胶法等合成了多种聚合物包覆型磁性纳米复合材料并对其催化性能和磁性能等进行分析讨论。研究结果表明所合成的聚合物包覆型磁性纳米材料在去除水溶液中的苯酚、催
【参考文献】：
期刊论文
[1]OTAC/NaSal虫状胶束流体微观结构与线性黏弹性[J]. 王治国,王树众,孙晓,景泽锋,吴金桥,何静. 力学学报. 2013(06)
[2]纳米材料在油田化学中的应用进展[J]. 李龙,冯杰,李爽,王孝亮,马茶,李彦琴. 化工新型材料. 2013(09)
[3]合成水基压裂液增稠剂的研究现状及展望[J]. 林蔚然,黄凤兴,伊卓. 石油化工. 2013(04)
[4]分散聚合法制备环氧基磁性复合微球[J]. 刘浩,马荔,尹德忠,贾佳,杜筱. 化学与生物工程. 2013(02)
[5]纳米技术在提高原油采收率方面的应用新进展[J]. 秦文龙,张志强,侯宝东,杨江. 断块油气田. 2013(01)
[6]抗高温无机/有机复合纳米降滤失剂室内研究[J]. 苏俊霖,蒲晓林,任茂,王怡迪. 断块油气田. 2012(05)
[7]清洁压裂液的研究与应用现状及未来发展趋势[J]. 苑光宇,侯吉瑞,罗焕,王少朋,张建忠,徐宏明. 日用化学工业. 2012(04)
[8]新型含能纤维素基凝胶推进剂的流变性能研究[J]. 吕少一,邵自强,张振玲,王慧庆,王文俊. 化学学报. 2012(02)
[9]纳米CaCO3的接枝改性及其填充PVC复合材料的性能[J]. 张玲,牛建华,孙水升. 聚氯乙烯. 2008(08)
[10]高Fe3O4含量单分散P（St/AA）复合微球的合成与表征[J]. 贺枰,崔陇兰,强伟丽,徐宏,古宏晨. 高分子学报. 2007(08)
博士论文
[1]改性纳米SiO2/AA/AM共聚物提高波及效率的可行性研究[D]. 覃孝平.西南石油大学 2014
[2]四氧化三铁基磁性聚合物的合成、表征及应用研究[D]. 邰玉蕾.浙江大学 2013
[3]“超高分子量缔合”聚合物驱油特性研究与应用[D]. 祝仰文.西南石油大学 2012
硕士论文
[1]耐温抗盐离子型丙烯酰胺疏水共聚物的合成及其性质研究[D]. 刘宇龙.山东大学 2018
[2]纳米材料对蠕虫状胶束溶液流变性改性机理研究[D]. 乐雷.西安石油大学 2017
[3]新型抗温抗盐选择性堵水剂研究[D]. 刘洋.西南石油大学 2017
[4]耐温抗盐共聚物的合成及性能评价[D]. 丁申影.西南石油大学 2017
[5]油酸共聚物的合成研究[D]. 肖宇.湖北大学 2016
[6]磁性纳米复合高分子微球的制备与应用[D]. 王珍.苏州大学 2016
[7]丙烯酰胺类聚合物堵水调剖剂的增粘机理研究[D]. 王润.中国石油大学(华东) 2014
[8]耐电解质增稠剂的合成与性能[D]. 张玉芳.苏州大学 2014
[9]油相Fe3O4磁性纳米颗粒的水相转移研究及初步应用[D]. 王苗.西北大学 2010
[10]磁性纳米颗粒表面高分子修饰及其性能研究[D]. 黄静.武汉理工大学 2010
本文编号：3128663
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AM/AMPS/MA/St/纳米SiO2共聚机理图
西安石油大学硕士学位论文6够参与共聚合反应的碳碳双键，再通过聚合反应使无机纳米粒子与有机聚合物发生接枝反应从而达到有机聚合物包覆无机纳米粒子的目的。覃孝平首先利用硅烷偶联剂（KH540）3-氨基丙基三甲氧基硅烷与纳米SiO2反应，再将顺丁烯二酸酐与经改性纳米SiO2反应使其表面具有能够参与聚合反应的碳碳双键，最后采用水溶液聚合法合成出以改性纳米SiO2为核、AM/AA共聚物为壳的核壳状复合材料，合成机理如下图1-2所示[39]。图1-2聚合物包覆改性纳米SiO2机理[38]Nguyen等[40]利用油酸修饰纳米SiO2再将其与2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸（AMPS）共聚合成一种聚合物包覆型纳米材料，并对油酸修饰纳米SiO2/AMPS共聚物的驱油能力进行评价。研究结果表明，与AMPS均聚物相比油酸修饰纳米SiO2/AMPS共聚物在一定程度上表现出较强的驱油能力。油酸修饰纳米SiO2与AMPS发生共聚反应技术路线见图1-3。图1-3油酸修饰纳米SiO2与AMPS共聚反应技术路线[39]邰玉蕾[41]首先利用“两步法”即先用共沉淀法得到纳米Fe3O4，再利用修饰剂油酸（OA）对纳米Fe3O4进行修饰得到油酸修饰纳米Fe3O4，再通过改性悬浮聚合法、溶胶-凝胶法等合成了多种聚合物包覆型磁性纳米复合材料并对其催化性能和磁性能等进行分析讨论。研究结果表明所合成的聚合物包覆型磁性纳米材料在去除水溶液中的苯酚、催
西安石油大学硕士学位论文6够参与共聚合反应的碳碳双键，再通过聚合反应使无机纳米粒子与有机聚合物发生接枝反应从而达到有机聚合物包覆无机纳米粒子的目的。覃孝平首先利用硅烷偶联剂（KH540）3-氨基丙基三甲氧基硅烷与纳米SiO2反应，再将顺丁烯二酸酐与经改性纳米SiO2反应使其表面具有能够参与聚合反应的碳碳双键，最后采用水溶液聚合法合成出以改性纳米SiO2为核、AM/AA共聚物为壳的核壳状复合材料，合成机理如下图1-2所示[39]。图1-2聚合物包覆改性纳米SiO2机理[38]Nguyen等[40]利用油酸修饰纳米SiO2再将其与2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸（AMPS）共聚合成一种聚合物包覆型纳米材料，并对油酸修饰纳米SiO2/AMPS共聚物的驱油能力进行评价。研究结果表明，与AMPS均聚物相比油酸修饰纳米SiO2/AMPS共聚物在一定程度上表现出较强的驱油能力。油酸修饰纳米SiO2与AMPS发生共聚反应技术路线见图1-3。图1-3油酸修饰纳米SiO2与AMPS共聚反应技术路线[39]邰玉蕾[41]首先利用“两步法”即先用共沉淀法得到纳米Fe3O4，再利用修饰剂油酸（OA）对纳米Fe3O4进行修饰得到油酸修饰纳米Fe3O4，再通过改性悬浮聚合法、溶胶-凝胶法等合成了多种聚合物包覆型磁性纳米复合材料并对其催化性能和磁性能等进行分析讨论。研究结果表明所合成的聚合物包覆型磁性纳米材料在去除水溶液中的苯酚、催
【参考文献】：
期刊论文
[1]OTAC/NaSal虫状胶束流体微观结构与线性黏弹性[J]. 王治国,王树众,孙晓,景泽锋,吴金桥,何静. 力学学报. 2013(06)
[2]纳米材料在油田化学中的应用进展[J]. 李龙,冯杰,李爽,王孝亮,马茶,李彦琴. 化工新型材料. 2013(09)
[3]合成水基压裂液增稠剂的研究现状及展望[J]. 林蔚然,黄凤兴,伊卓. 石油化工. 2013(04)
[4]分散聚合法制备环氧基磁性复合微球[J]. 刘浩,马荔,尹德忠,贾佳,杜筱. 化学与生物工程. 2013(02)
[5]纳米技术在提高原油采收率方面的应用新进展[J]. 秦文龙,张志强,侯宝东,杨江. 断块油气田. 2013(01)
[6]抗高温无机/有机复合纳米降滤失剂室内研究[J]. 苏俊霖,蒲晓林,任茂,王怡迪. 断块油气田. 2012(05)
[7]清洁压裂液的研究与应用现状及未来发展趋势[J]. 苑光宇,侯吉瑞,罗焕,王少朋,张建忠,徐宏明. 日用化学工业. 2012(04)
[8]新型含能纤维素基凝胶推进剂的流变性能研究[J]. 吕少一,邵自强,张振玲,王慧庆,王文俊. 化学学报. 2012(02)
[9]纳米CaCO3的接枝改性及其填充PVC复合材料的性能[J]. 张玲,牛建华,孙水升. 聚氯乙烯. 2008(08)
[10]高Fe3O4含量单分散P（St/AA）复合微球的合成与表征[J]. 贺枰,崔陇兰,强伟丽,徐宏,古宏晨. 高分子学报. 2007(08)
博士论文
[1]改性纳米SiO2/AA/AM共聚物提高波及效率的可行性研究[D]. 覃孝平.西南石油大学 2014
[2]四氧化三铁基磁性聚合物的合成、表征及应用研究[D]. 邰玉蕾.浙江大学 2013
[3]“超高分子量缔合”聚合物驱油特性研究与应用[D]. 祝仰文.西南石油大学 2012
硕士论文
[1]耐温抗盐离子型丙烯酰胺疏水共聚物的合成及其性质研究[D]. 刘宇龙.山东大学 2018
[2]纳米材料对蠕虫状胶束溶液流变性改性机理研究[D]. 乐雷.西安石油大学 2017
[3]新型抗温抗盐选择性堵水剂研究[D]. 刘洋.西南石油大学 2017
[4]耐温抗盐共聚物的合成及性能评价[D]. 丁申影.西南石油大学 2017
[5]油酸共聚物的合成研究[D]. 肖宇.湖北大学 2016
[6]磁性纳米复合高分子微球的制备与应用[D]. 王珍.苏州大学 2016
[7]丙烯酰胺类聚合物堵水调剖剂的增粘机理研究[D]. 王润.中国石油大学(华东) 2014
[8]耐电解质增稠剂的合成与性能[D]. 张玉芳.苏州大学 2014
[9]油相Fe3O4磁性纳米颗粒的水相转移研究及初步应用[D]. 王苗.西北大学 2010
[10]磁性纳米颗粒表面高分子修饰及其性能研究[D]. 黄静.武汉理工大学 2010
本文编号：3128663
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