聚丙烯酰胺(PAM)可分為陰離子型、陽離子型和非離子型三種,是一種線型高分子聚合物,具有絮凝性、增粘性、表面活性等多種性能。聚丙烯酰胺作為潤滑劑、懸浮劑、粘土穩(wěn)定劑、驅(qū)油劑、降失水劑和增稠劑,在鉆井、酸化、壓裂、堵水、固井及二次采油、三次采油中得到了廣泛應(yīng)用,是一種極為重要的油田化學(xué)品。
反應(yīng)體系的酸堿度也是影響聚合產(chǎn)物分子量的一個重要因素,在不同的pH值條件下反應(yīng)所得聚丙烯酰胺的分子量有明顯的差異。pH值過低時,酸性過強(qiáng),容易引起爆聚,形成交聯(lián)狀不溶物,所得陰離子聚丙烯酰胺分子量也較低;隨著pH值的增大,反應(yīng)溶液酸性漸弱堿性漸增,所得陰離子聚丙烯酰胺的分子量逐漸減小,而溶解性變好。這種現(xiàn)象可歸因于,低pH值條件下聚合易伴生分子內(nèi)和分子間的亞?;磻?yīng),形成支鏈或交聯(lián)型產(chǎn)物,從而導(dǎo)致聚合產(chǎn)物溶解性能較差和分子量的較?。欢诟遬H值下,AM可生成氮氚三丙烯酰胺(NTP),NTP在反應(yīng)中是潛在的還原劑,其量越多反應(yīng)速度越快,同時NTP也是鏈轉(zhuǎn)移劑,會導(dǎo)致最終產(chǎn)品分子量降低,使其溶解性變好。
陰離子聚丙烯酰胺的分子量隨溫度的變化趨勢反映了反應(yīng)溫度對合成產(chǎn)物分子量的影響規(guī)律。隨著反應(yīng)溫度的升高,產(chǎn)物陰離子聚丙烯酰胺的分子量先升高而后逐漸下降。分析其原因可能是,在低溫下自由基產(chǎn)生緩慢、數(shù)量較少、誘導(dǎo)期長,有利于鏈增長反應(yīng),從而可得到較高分子量的陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)物;隨著反應(yīng)溫度的升高,反應(yīng)初期產(chǎn)生的自由基增多,反應(yīng)速度較快,容易發(fā)生鏈終止反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)物分子量較低。但反應(yīng)溫度過低也容易造成反應(yīng)太慢,使得反應(yīng)時間過長,影響反應(yīng)的效率。反應(yīng)溫度過高的話,反應(yīng)體系內(nèi)的自由基則會瞬間大量增多,容易引起爆聚,使得分子間相互交聯(lián)而成為凝膠狀不溶物。由此可見,反應(yīng)溫度的適宜是獲得理想產(chǎn)品的重要保障,適宜的反應(yīng)溫度控制在20-30℃的范圍內(nèi)是將溫度。
我們在使用
聚丙烯酰胺的時候一定要先掌握水的酸堿度是多少,然后再根據(jù)不同的情況來選擇加藥量,以達(dá)到最好的絮凝效果。