[发明专利]一种超支化两性聚丙烯酰胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚丙烯酰胺技术领域，涉及一种超支化两性聚丙烯酰胺；还涉及上述超支化两性聚丙烯酰胺的制备方法。

背景技术

油田污水通常使用聚丙烯酰胺作为絮凝剂，由于其与采出液中驱油剂发生反应，使其线型的分子结构极易卷曲，使其絮凝性能显著下降。而超支化聚丙烯酰胺具有高度的支化结构，具有独特的三维结构、多端基、相对分子量高、低熔点、高流变性、溶解性能良好、反应活性高、成本较低的优点，具有优良的絮凝效果。

两性聚丙烯酰胺既具有阴离子性又具有阳离子性的优点，由于支化剂季戊四醇末端有多羟基的亲水基团，具有很好的亲水性，使絮凝剂具有良好的溶解性；单体中含有磺酸基，可以提高产品的抗盐能力；阳离子基团能更好的吸附负电荷，目前成为研究的热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超支化两性聚丙烯酰胺，该聚丙烯酰胺是以季戊四醇为核的超支化两性聚丙烯酰胺，其作为絮凝剂具有比一般超支化絮凝剂更高的矿化度、更好的水溶性以及更宽泛的应用范围，同时该聚丙烯酰胺具有阳离子和阴离子絮凝剂的特性。

本发明的目的还在于提供上述超支化两性聚丙烯酰胺的制备方法，该制备方法简单、方便，易于操作。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种超支化两性聚丙烯酰胺，以季戊四醇为核，通过“先核后臂”反应得到超支化两性聚丙烯酰胺，其化学结构式为：

本发明的另一技术方案是，上述超支化两性聚丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照单体质量比为8:1:1、7:2:1、6:3:1、6:2:2、6:1:3或7:1:2取丙烯酰胺、去离子水和季戊四醇；

步骤2，将取得的丙烯酰胺、去离子水和季戊四醇在氮气环境中、40-70℃下恒温水浴加热10-30min，然后滴加硝酸铈铵引发剂溶液，滴加时间为10-30min，反应1h后得到溶液a；

步骤3，向溶液a中加入阳离子单体二乙基二烯丙基氯化铵和阴离子单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，反应30-60min后得到溶液b；

步骤4，向溶液b中加入占丙烯酰胺质量2-10％的正硅酸乙酯溶液，反应2.5-5.5h后得到透明粘稠液体；

步骤5，使用丙酮洗涤透明粘稠液体，然后浸泡6h后，置于40-60℃环境下干燥后得到超支化两性聚丙烯酰胺。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中步骤2中将丙烯酰胺、去离子水和季戊四醇放置在三口烧瓶中，三口烧瓶为无氧状态。

其中三口烧瓶的一个口插入有搅拌棒，一个口通入氮气，最后一个口用于气体排出。

其中步骤5中在40℃的恒温下进行干燥。

其中步骤5中使用丙酮洗涤多次透明粘稠液体。

本发明的有益效果是：本发明的超支化两性聚丙烯酰胺，其具有独特的三维结构，多端基，相对分子量高，熔点低，流变性高，溶解性能良好，反应活性高，企具有良好的絮凝效果；该超支化两性聚丙烯酰胺既具有阴离子性又具有阳离子性的优点，其末端具有多羟基的亲水基团，具有很好的亲水性，使其具有更好的溶解性，并且其单体中含有磺酸基，能够提高产品的抗盐能力，且阳离子基团能更好的的吸附负电荷。

附图说明

图1为本发明中超支化两性聚丙烯酰胺的合成原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述：

本发明提供了一种超支化两性聚丙烯酰胺，以季戊四醇为核，通过“先核后臂”反应得到超支化两性聚丙烯酰胺，其化学结构式为：

本发明还提供了上述超支化两性聚丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照单体质量比为8:1:1、7:2:1、6:3:1、6:2:2、6:1:3或7:1:2取丙烯酰胺、去离子水和季戊四醇。

步骤2，将取得的丙烯酰胺、去离子水和季戊四醇放置在氮气环境下的三口烧瓶内，三口烧瓶的一个口中插入有搅拌棒和温度计，另外两个口一个通入氮气，另一个排出三口烧瓶内的气体，使丙烯酰胺、去离子水和季戊四醇处在氮气环境下、然后将其置于40-70℃下恒温水浴加热10-30min，然后滴加硝酸铈铵引发剂溶液，滴加时间为10-30min，反应1h后得到溶液a。

步骤3，向溶液a中加入阳离子单体二乙基二烯丙基氯化铵和阴离子单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，反应30-60min后得到溶液b；