陽(yáng)離子聚合物和雙季銨鹽粘土穩(wěn)定劑的合成及性能研究.pdf

1、本文首先合成了以環(huán)氧氯丙烷為原料兩種主鏈型陽(yáng)離子聚合物類粘土穩(wěn)定劑：①、用二甲胺與環(huán)氧氯丙烷作為反應(yīng)物，通過縮和聚合得到聚合物PA1；②、在引發(fā)劑過硫酸鉀-亞硫酸鈉存在下，通過縮和聚合和自由基反應(yīng)生成陽(yáng)離子聚合物PA2。通過進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，確定了PA1、PA2粘土穩(wěn)定劑的合理聚合反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、引發(fā)劑用量及單體摩爾比。 雙子表面活性劑(又稱Gemini)是由兩個(gè)雙親分子的離子頭基經(jīng)聯(lián)結(jié)基團(tuán)通過化學(xué)鍵聯(lián)接而成，因其特殊的結(jié)構(gòu)和性

2、質(zhì)已成為表面活性劑研究的一個(gè)活躍領(lǐng)域。本文同時(shí)合成了以環(huán)氧氯丙烷和三乙胺為原料的一種雙季銨鹽類表面活性劑作為粘土穩(wěn)定劑，利用紅外光譜、元素分析儀對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行了分析表征，通過測(cè)定電導(dǎo)率、表面張力等研究了目標(biāo)產(chǎn)物的表面性質(zhì)。 通過防膨性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)、巖屑回收率實(shí)驗(yàn)、靜態(tài)膨脹實(shí)驗(yàn)、巖芯滲透率實(shí)驗(yàn)和巖芯溶失率實(shí)驗(yàn)表明陽(yáng)離子聚合物類粘土穩(wěn)定劑與雙子季銨鹽粘土穩(wěn)定劑具有良好的抑制粘土水化膨脹能力。 在粘土穩(wěn)定劑合成及評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上

3、，取得了以下五點(diǎn)結(jié)論： 1、以環(huán)氧氯丙烷與二甲胺為原料通過縮合聚合反應(yīng)合成的主鏈型陽(yáng)離子聚合物粘土穩(wěn)定劑PA1的最佳反應(yīng)條件是：反應(yīng)時(shí)間5h，反應(yīng)溫度60℃，環(huán)氧氯丙烷與二甲胺的單體摩爾比為1:1。 2、在過硫酸鉀-亞硫酸鈉引發(fā)劑引發(fā)下以環(huán)氧氯丙烷與二甲胺為原料合成的主鏈型陽(yáng)離子聚合物粘土穩(wěn)定劑PA2的最佳反應(yīng)條件是：反應(yīng)時(shí)間5h，反應(yīng)溫度65℃，引發(fā)劑過硫酸鉀用量為1.2％，環(huán)氧氯丙烷與二甲胺的單體摩爾比為1.5:1。

4、 3、以環(huán)氧氯丙烷和三乙胺為原料合成雙子季銨鹽，其最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)時(shí)間7h，反應(yīng)溫度70℃，三乙胺與環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為2:1。通過電導(dǎo)率法和滴體積法測(cè)得合成產(chǎn)物的CMC分別為4.5mmol/L和4.8mmol/L，具有良好的表面活性。 4、通過粘土穩(wěn)定劑防膨效果實(shí)驗(yàn)，PA1和PA2的最佳使用濃度為0.5％，雙季銨鹽粘土穩(wěn)定劑溶液的最佳使用濃度為0.8％。 5、在最佳使用濃度時(shí)，使用PA1和PA2時(shí)的巖屑回收