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影响聚丙烯酰胺质量的要素有哪些?
影响聚丙烯酰胺质量的要素有哪些?
发布时间:2020-12-11 浏览:
     聚丙烯酰胺广泛使用到油田中,且技能正在趋于成熟化。本文从反响温度、反响单体中金属离子及杂质、反响系统pH值、枯燥参数、硫化物、盐效应等六个方面临聚丙烯酰胺的影响,期望对从事这方面作业的技能人员,有所协助。
聚丙烯酰胺组成反响是强放热、高速率的自由基聚合反响,聚合产物具有较差的导热性,即使伴有许多的水或溶剂,聚合产热功能也与聚合物分子量成反比,而且温度对聚合物分子量的影响比较大;另一方面,温度对支化和交联将产生较大的影响。另外,其它要素也会影响到聚合反响,如反响单体中金属离子、金属离子以及有机杂质。
1、反响温度的影响
丙烯酰胺聚合是一个典型的自由基聚合,经过许多的试验研讨:反响速度常数与温度的关系契合阿伦尼乌斯公式。跟着温度的进步,反响速率将大幅度进步,一起分子量降。这是因为跟着温度的升高,链引发的活化能要高于链增长的速度,这将使链增长的速度低于链引发的速度,导致自由基浓度升高,聚合度下降。假如大规模生产聚丙烯酰胺,将会放出许多的热使温度急剧升高,反响速度增大,将会产生胀大过大的现象,无法一起确保产品的分子量和溶解性。但是运用双氮化合物引发将会大大改进这种状况。
跟着试验的深入研讨,在许多自由基聚合反响中都发现了分子量与单体浓度成正比,而与引发剂浓度的平方根成反比。但是高浓度丙烯酰胺将会影响影响热量的发出,使反响速度添加,分子量下降;另一方面高浓度丙烯酰胺会添加链转移机率,导致聚丙烯酰胺支化程度加重,下降聚合物的水溶性,产生许多的不溶物,聚合物的分子量下降。研讨表明,单体浓度在23%-25%的浓度范围内分子量较高。
2、反响单体中金属离子及杂质的影响
在聚丙烯酰胺的生产中,因为各种要素,有机类杂质和金属离子的引进是不可避免的。金属离子的引进不仅会影响到单体的活性,还会阻止丙烯酰胺的聚合。与金属离子相比,有机杂质的引进将起到不同的作用,如链转移,支化等。为了进步聚丙烯酰胺的生产效率,就要下降副反响的产生,因而就要削减有机杂质和金属离子的引进。
3、反响系统pH值的影响
反响系统中pH过高将会添加反响速度,使聚合物的分子量下降。如丙烯酰胺在碱性条件下,易与氨气产生反响生成还原剂一氮三丙酰胺,加快反响速率,于此一起氮三丙酰胺还起到链转移的作用,大大下降了聚合物的分子量。假如丙烯酰胺水解程度加大,将增大聚合物中离子基团的数量,加大了分子量的扩张程度,使聚合物的粘度添加。另一方面,跟着丙烯酰胺水解度的增大,会严峻影响到聚合物分子量的稳定性,假如丙烯酰胺水解度大于40%,易产生自催化的水解反响,严峻时导致分子链开裂。
4、枯燥参数的影响
枯燥器的操作参数及枯燥方法对聚合物质量影响也很大,对产品溶解性的影响更为突出。聚丙烯酰胺枯燥温度不宜过高,而且要受热均匀。假如局部受热,将会产生分子内或分子间的亚酰胺化反响,导致分子链的架桥和开裂,下降聚合物的分子量。
5、硫化物对部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度的影响
硫化物可以明显的下降部分水解聚丙烯酰胺溶液的粘度,通过许多的试验研讨,硫化物的浓度还存在这一个转折点,当硫化物浓度由0添加到15mg/L时,聚合物的粘度明显下降,下降速率也较大,当硫化物浓度大于15mg/L,聚合物的浓度也下降,但下降的速率较缓慢,因而硫化物浓度的分界点是15mg/L。
硫化物中的硫离子具有还原性,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响,引发部分水解聚丙烯酰胺主链的开裂,降解加快,从而使部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度大幅度下降。
6、盐效应对部分水解聚丙烯酰胺链结构的影响
部分水解聚丙烯酰胺在油田三次采油的使用中,因为盐效应对链结构的影响,直接关系其对油层的作用。正确评价它在不同地质环境中的分子链形状,对于合理解说聚合物驱油机理和更有效的利用好现有资源具有重要的含义。
7、影响聚丙烯酰胺质量的要素结论
综上所述,影响聚丙烯酰胺质量的要素比较多,但是反响温度、系统的pH、枯燥参数、反响单体中金属离子及杂质是主要要素。反响温度升高,反响度率升高,分子量下降;杂质、金属离子的引进可以阻止丙烯酰胺的聚合;系统中PH值的增大会使聚合物粘度迅速添加,而且使聚合物的稳定性下降;聚合物在枯燥时应该均匀受热,不然,将会产生分子内或分子间的亚酰胺化反响,导致分子链的架桥和开裂,下降聚合物的分子量;因而为了进步聚丙烯酰胺的分子量要控制好以上四点。
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