梳型聚合物MP488抗温抗盐机理分析

胡小燕，王 旭，张丽君，张 滨，王中华

(中国石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，河南濮阳 457001)

根据抗温240℃对处理剂的要求，王中华等［1］合成了梳型聚合物MP488。MP488热稳定性好，在饱和盐水钻井液中具有较好的降滤失作用，能够满足高温深井、复杂井的需要。笔者对梳型聚合物MP488在高温下及盐水浆中的吸附量进行了测定，并结合梳型聚合物分子的结构特点，对梳形聚合物MP488进行了抗温抗盐机理分析。

1 实验部分

1.1 原料及仪器

膨润土(钙基，过200目筛，在105℃下烘干至恒重)，取自现场;AMPS多元共聚物HX901，取自现场;抗高温梳型聚合物降滤失剂MP488(2－丙烯酰氧－2－乙烯基甲基丙磺酸钠(AOEMS)、丙烯酸、丙烯酰胺和N，N－二甲基丙烯酰胺共聚物)，室内合成;氯化钠，分析纯。

高温滚动加热炉(50～300℃);TDL－4型离心机;SHA－C型恒温振动器;乌氏黏度计(φ0.4～0.57 mm)。

在此竞赛项目中，视频率先给出活动情境说明：本活动为大班幼儿美术命题画教育活动片段，因而活动分析主要从四个方面进行分析：

第一天双人赛时，裁判们认为美国队和法国队的表演时间短于规定的三分四十秒，分别罚扣一分。这下气得平时脾气蛮好的夏绿蒂教练大叫：“谁有二十块美金借我用一下，我要抗议!”

1.2 实验方法

1.2.3 吸附平衡时间

1.2.1 标准曲线的测定

用蒸馏水配制不同浓度的聚合物溶液，在30℃恒温水浴槽中用乌氏黏度计测定溶液的流出时间，以聚合物溶液的浓度为横坐标、溶液流出时间为纵坐标绘制曲线，即为聚合物浓度与流出时间标准曲线。

1.2.2 吸附量的测定

20 世纪以前，雕塑还是一种静止的空间艺术。虽然，艺术家在雕塑创作中有时也会在静谧中追求一种动感，如希腊化时期的《拉奥孔》雕像，以及洛可可时期贝尼尼(Gianlorenzo Bernini)的《阿波罗与达芙妮》雕像，但这并没有让雕塑真正的动起来，仅仅只是营造出生动的视觉感受。19世纪，法国雕塑家罗丹(Auguste Rodin)曾通过人体的动态、节奏及光影等强调雕塑中的动感（见图1）。另外，与他同时代的梅达尔多·罗索(Medardo Rosso)也追求通过光影使雕塑表面产生动感。但仅仅传达出了雕塑艺术家对“运动感”更进一步的追求，而非打破其静止的属性。

MP488和HX901在240℃下老化2 h后，胶液的流出时间如图3所示。MP488有部分降解，但仍保持相对较高的黏度;HX901经过高温老化后，随着浓度的增加黏度变化不大，流出时间与清水相近。梳型聚合物MP488具有较好的抗温性。

式中，τ为单位质量黏土所吸附聚合物的质量，mg/g;V为悬浮液体积，L;c0为聚合物初始质量浓度，g/L;c为黏土吸附后聚合物的质量浓度，g/L;m为黏土质量，g。

任何处理剂要在钻井液中发挥效能，首先必须吸附在黏土表面，因此研究聚合物在黏土颗粒表面的吸附作用及其影响因素，是研究聚合物与黏土颗粒之间相互作用的基础。吸附量的测定通常是根据吸附前后胶液浓度的变化，测定吸附量的相对值。聚合物浓度的测定方法较多，有重量分析法、光谱法、紫外分光光度法、可见光分光光度法、有机碳总量分析法、黏度法、显色法［2－8］等。根据梳型聚合物分子的特点及实验室现有条件，选用黏度法测定梳型聚合物MP488在钙膨润土表面的吸附量。

当6-点关联一个3-面时,先来讨论3-面和3-面上的点从6-点带走的权值,并将其用于4.2—4.4的讨论。根据权转移规则可以分为以下4种情况:

目前，计算机信息技术已被广泛应用到各个领域中，但在文件档案的管理上仍有部分地区相对较为传统，并没有真正落实现代化管理模式，即便已经引进了现代化设备，但却没有做好局域网的资源共享，在文件档案的管理上仍采用传统的手工抄写和统计方法，加剧了档案管理出错的概率。

梳型聚合物MP488的吸附量与其质量浓度的关系如图2所示。起初随着聚合物质量浓度的增加，其在黏土颗粒表面的吸附量也迅速增加;当聚合物的质量浓度达到0.33 g/L时，继续增加聚合物的浓度，吸附量基本保持不变，可以认为在该浓度下吸附达到饱和，饱和吸附量为7.14 mg/g。从吸附曲线的形态来看，基本符合Langmuir单层吸附模型［4］。根据Langmuir吸附方程分析认为，聚合物平衡浓度的倒数与该浓度下的吸附量的倒数为直线关系，利用Excel对吸附数据进行线性回归，得到聚合物等温吸附方程如下:

图1 MP488的吸附时间对吸附量的影响

1.2.4 等温吸附曲线

王慧卿介绍，这项工作首先是根据医院实际情况选择合适的岗位评价方法——要素计点法，接着初步拟订岗位模型的要素框架，并筛选岗位评价模型的评价要素和评价维度。项目组最终选定基于七因素的岗位评价模型（图1），每个因素又设有2～3个维度，每个要素具有不同评分权重。以业务支撑要素为例，在影响层次和贡献度两个维度交叉联系的基础上，项目组确定了从68分至400分的不同的评分标准。

式中，A为平衡浓度下聚合物在黏土表面的吸附量，mg/g;c为聚合物平衡浓度，g/L。

常温下梳型聚合物MP488在钙膨润土表面的吸附量随时间的变化如图1所示。若吸附时间小于2 h，随着吸附时间的增加，聚合物在黏土表面的吸附量迅速增加;当吸附时间超过2 h后，随着吸附时间的增加，聚合物在黏土上的吸附量变化不大。聚合物在黏土表面吸附2 h后即可达到动态平衡状态，故梳型聚合物MP488的吸附平衡时间为2 h。

图2 MP488的吸附量与其质量浓度的关系

2 抗温抗盐机理

2.1 抗温机理

对聚合物MP488高温后胶液黏度保持性以及不同老化温度和老化时间下的饱和吸附量进行了考察，并与抗温抗盐性能较好的AMPS类多元共聚物HX901的相关性能进行了对比，对梳型聚合物MP488的抗温机理进行了分析。

2.1.1 高温后胶液黏度保持性

将一定量的钙膨润土放入烘箱，于(105±2)℃下干燥2 h，待用，在容量瓶中配制所需浓度的聚合物溶液，然后取所需体积的聚合物溶液加入锥形瓶中，再将一定量的钙膨润土加入锥形瓶中，摇匀后在一定温度下的水浴振荡器中恒温振荡，吸附一定时间后取部分悬浮液，用离心机在4 000 r/min下离心分离10 min，取上层清液并置于30℃恒温水浴槽中，用乌氏黏度计测定溶液的流出时间。根据聚合物溶液浓度与流出时间的标准曲线，得到未吸附在钙膨润土表面的聚合物的浓度，吸附量的计算公式如下:

图3 240℃高温老化后聚合物胶液的流出时间

根据MP488在不同浓度盐水浆中吸附量的变化，并结合梳型聚合物分子的结构特点，对其进行抗盐机理分析。

MP488及HX901在240℃下老化不同时间后的饱和吸附量如图4所示。随着老化时间的增加，MP488的饱和吸附量由 7.14 mg/g增至41.08 mg/g，然后降至 33.60 mg/g;HX901 的饱和吸附量则先由10.65 mg/g 增至26.95 mg/g，然后降至16.05 mg/g。随着老化时间的增加，吸附量均先增加后降低，但MP488在黏土表面的吸附量高于HX901。老化后处理剂在坂土颗粒表面的饱和吸附量与坂土的比表面积、相对分子质量、分子结构及吸附基团的数量有关。当老化时间增至2 h，吸附量增加，说明随着老化时间的增加，聚合物分子主链的断裂越来越严重，HX901分子中的吸附基团断裂，但MP488的梳型结构能有效保护吸附基团，当相对分子质量减小时，空间位置效应降低，黏土颗粒表面吸附的MP488的分子数量增多，因而饱和吸附量增大;当老化时间增至4 h时，相对分子质量变化不大，分子主链基本完全断裂成小分子，MP488的部分吸附基团开始降解，导致饱和吸附量降低，此时的吸附量仍然较高，说明梳形聚合物MP488具有较好的抗温性。

图4 MP488及HX901的饱和吸附量

2.1.3 不同老化温度下的饱和吸附量

一方面，行政机构多项税制改革作为国库支付制度改革、政府收支分类改革的基础，可以使财政资源使用效率得到很好的改善。

梳型聚合物MP488在不同温度下老化2 h后的饱和吸附量如图5所示。随着老化温度的增加，聚合物在黏土表面的吸附量逐渐增大。聚合物在高温下具有较高的吸附量，说明其抗温性能较好。

图5 MP488在不同老化温度下的饱和吸附量

2.1.4 抗温机理分析

梳型聚合物MP488分子侧链上的酰胺基、磺酸基、酰氧基、长链烷基等基团排列比较密集，形成梳子状。与线性聚合物相比，梳型聚合物的接枝密度高，分子中所有侧链(梳齿)等长且短于主链，空间位阻大，保护了基团的热稳定性，高温下吸附基团不易降解，聚合物分子能有效吸附在黏土表面，具有较强的吸附能力;梳型聚合物分子中主链所接枝链具有体积排斥和电性排斥作用，使主链刚性增强，热稳定性好，高温下不易断裂。

2.2 抗盐机理

2.1.2 高温吸附量

2.2.1 MP488在盐水浆中的吸附量

NaCl加量对梳型聚合物MP488在黏土表面吸附量的影响如图6所示［5］。NaCl的加量为2%～10%时，聚合物在黏土表面的吸附量约为42.00 mg/g;当NaCl的加量增至36%时，吸附量降至 26.48 mg/g。盐的加入对梳型聚合物MP488在黏土表面的吸附量影响不大，MP488在饱和盐水浆中的吸附量为26.48 mg/g，具有较好的抗盐性能。

推进节约集约用地 破解土地要素制约的若干思考（高浩健 ） ....................................................................... 2-19

图6 NaCl加量对MP488吸附量的影响

2.2.2 抗盐机理分析

MP488在大侧基聚合物的基础上引入了异戊烯磺酸钠(AOIAS)单体，形成规则的、较长的支链，支链的引入增加了分子的支化程度，形成梳型结构。梳型聚合物具有以下特点:分子主链所带接枝链具有体积排斥和电性排斥作用，使主链刚性增强，在盐溶液中不易卷缩、缠结，与具有一定弹性的“柳枝”结构相似，大分子链在水溶液中结构规整，构象伸展，流体力学半径大，并排列成梳子形状。在Na+的作用下，分子链不易卷缩、缠结，能有效吸附在黏土颗粒表面，盐的加入对吸附量影响不大，梳形聚合物MP488具有良好的抗盐性能。

3 结论

1)探索了聚合物抗温抗盐机理分析方法，即聚合物高温后在黏土表面的吸附量测定法，并测定了梳形聚合物MP488的吸附平衡时间及等温吸附曲线。

2)研究了聚合物MP488的高温后胶液黏度保持性，测定了其在不同温度及老化时间下的饱和吸附量，并与市面上抗温抗盐性能较好的AMPS类聚合物HX901的相关性能进行了对比，结合聚合物分子的结构特点，对梳型聚合物MP488的抗温机理进行了分析。

3)测定了MP488在不同浓度盐水浆中的饱和吸附量，并结合梳型聚合物的分子结构特点，对其抗盐机理进行了分析。

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