[发明专利]一种采用双水相聚合法制备PAM/MMT纳米复合材料的方法

说明书

本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种采用双水相聚合法制备PAM/MMT纳米复合材料的方法。在装有冷凝器、温度计、氮气导入管和搅拌装置的500mL夹套玻璃反应器中加入PAM单体，分散剂、有机蒙脱土(MMT)和去离子水，在30‑35℃条件下搅拌3‑5h，搅拌转速为220‑250r/min；向步骤1溶解充分并搅拌均匀后的物料中持续通入氮气30‑60min；搅拌升温至70‑85℃后，加入一定量的引发剂，恒温搅拌反应6h后，得到PAM/MMT纳米复合材料。本发明采用有机蒙脱土(MMT)对PAM进行改性，使其在分子量不高的情况下仍具有较高的黏度、优良的耐温、耐盐及抗剪切性，进而广泛应用于油田开采中，明显的提高经济效益。

技术领域

本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种采用双水相聚合法制备PAM/MMT 纳米复合材料的方法。

背景技术

现有技术中，水溶性聚丙烯酰胺( PAM) 一般采用自由基均相水溶液聚合方法制备，但随着反应的进行，体系黏度急剧升高，甚至无法流动，导致无法搅拌，反应热难以排除，产物性能不均一；此外，PAM 也可用反相悬浮、反相乳液和沉淀聚合方法制备，但聚合时需使用有机溶剂，然而有机溶剂又使这些聚合方法受到限制；针对这些问题，人们利用双水相聚合技术，在不同条件下合成了聚丙烯酰胺；该反应体系黏度易控制，易制得高固含量的液体产品，且产品具有水溶性好、成本低廉及产品稳定性好等特点。由于PAM 水溶液的黏度高，因而被广泛地应用于聚合物驱油技术中。

近年来，高分子量PAM 产品的研究开发引起了人们极大的关注，这是因为PAM 驱油效力与其溶液的黏度有直接关系，在相同的浓度下，黏度越高驱油效力越高，同时经济效益越好，而提高PAM 的分子量又恰恰是提高PAM 溶液黏度的最直接有效的方式；但是，普通聚丙烯酰胺产品如非离子型的PAM、阴离子型的HPAM在实际应用时则往往存在耐温、耐盐和抗剪切性能差的问题，分子量越高，这个问题越突出，尤其是将其用于高温、高盐油层驱油，不仅效果差，有效期短，还可能发生沉淀而伤害地层、降低油气渗透率。采用自由基均相水溶液聚合方法制备PAM/MMT纳米复合材料时，由于聚合过程不能进行搅拌，因此，制备PAM/MMT 纳米复合材料性能不均一，影响了改性的效果。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种采用双水相聚合法制备PAM/MMT纳米复合材料的方法。

为了实现上述目的，本发明提供的采用双水相聚合法制备PAM/MMT纳米复合材料的方法，具体包括以下步骤。

步骤1、在装有冷凝器、温度计、氮气导入管和搅拌装置的500 mL 夹套玻璃反应器中加入PAM单体，分散剂、有机蒙脱土( MMT) 和去离子水，在30-35℃条件下搅拌3-5h，搅拌转速为220-250r/min。

步骤2、向步骤1溶解充分并搅拌均匀后的物料中持续通入氮气30-60min；搅拌升温至70-85℃后，加入一定量的引发剂，恒温搅拌反应6 h后，得到PAM/MMT 纳米复合材料。

所述PAM单体与有机蒙脱土( MMT)重量比为（93-97）：（3-7），优选95:5。

所述分散剂添加重量比为PAM单体的1-2:50。

所述分散剂为聚乙二醇、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙或乙烯基双硬脂酰胺中的一种或组合。

所述引发剂添加重量比为PAM单体的0.5-1:50。

所述引发剂为异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯或过氧化二碳酸二环己酯中的一种或多种。

本发明的显著效果。