第４３卷第１２期 ２０１７年ｌ２月 研究与开发 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 化工设计通讯 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 丙烯酰胺水溶液聚合中本体溶液浓度和引发剂用量研究 唐天龙 （中石油大庆炼化公司聚合物一厂丙烯酰胺一车间，黑龙江大庆１６３０００） 摘要：主要对丙烯酰胺水溶液的浓度和引发剂用量进行研究。 关键词：丙烯酰胺；聚丙烯酰胺；引发剂；聚合 中图分类号：ＴＱ３１６＿３；ＴＥ３９ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００３—６４９０（２０１７）１２—０１２８—０１ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｄｏｓｅ ｏｆ Ｂｏｄｙ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ Ａｃｒｙｌａｍｉｄｅ Ａｑｕｅｏｕｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ Ｔａｎｇ Ｔｉａｎ—ｌｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｍａｉｎｌｙ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｒｙｌａｍｉｄｅ ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｔｏｒ ｄｏｓａｇｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｃｒｙｌａｍｉｄｅ；ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ；ｉｎｉｔｉａｔｏｒ；ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ 聚丙烯酰胺是一类常见的絮凝剂，其性质非常稳定，具有 非常好的水溶性，在石油开采和选矿等行业应用广泛，近年来， 其在化学工业和污水的处理中得到了非常广泛的应用。在进 行石油开采的环节中，其在钻井、堵水、压裂、洗井、完井 和减阻等方面得到广泛应用。过硫酸铵是一类常见的白色晶 体，其氧化性非常强，常作为强氧化剂使用，也是一类常见 的单体聚合引发剂。 １实验部分 １．１主要试剂和仪器 本次研究采用的药品主要是丙烯酰胺、过硫酸铵和亚硫 酸氢钠。本次研究采用的主要的仪器包括水浴锅、烧杯、玻 璃棒、吸管、天平和量筒等。 １．２实验步骤 在第一阶段，首先要配制丙烯酰胺，分别配制浓度为 １Ｏ％、８％、５％和２％的丙烯酰胺，每个浓度的溶液配制三份， 每组的体积都是５０ｍＬ。 其次是配制引发剂，引发剂主要采用的是过硫酸铵，将其 浓度配制成ｌ％。在实验的环节中，分别采用同一浓度的０．２ｍＬ、 ０．６ｍＬ和１．０ｍＬ的丙烯酰胺，将１％的过硫酸铵与这三份溶液 配制在仪器中。 最后要将水浴锅加热，确保水浴锅的温度控制在６０℃， 完成聚合反应。 在第二阶段，配制丙烯酰胺溶液，分别配制２０％、１５％、 １０％和５％的丙烯酰胺溶液，每个浓度配制三份溶液，体积都 是５０ｍＬ。采用１％的过硫酸铵作为引发剂。在不同浓度的丙 烯酰胺中都加入２ｍＬ过硫酸铵。最后将水浴锅的温度加热到 ６０℃，完成聚合反应。 ２结果和讨论 在第一阶段中，２％的丙烯酰胺加入了不同量的过硫酸铵， 经过了很长时间也没有发生聚合。在５％的丙烯酰胺中加入 ｌｍＬ的过硫酸铵，分别进行了三组实验，其中的一组发生了 聚合反应，聚合反应发生在２ｈ后。在８％的丙烯酰胺中加入 过硫酸铵，三组实验都发生了聚合反应，当加入ｌｍＬ的过硫 酸铵后，聚合程度会更加剧烈，而且聚合反应发生的时间也 会更早。在对不同浓度的丙烯酰胺加入过硫酸铵的聚合反应 ［１］何彦刚，黎钢，杨超，等．等离子体引发丙烯酰胺与２一甲基 丙 进行分析，在进行ｌ０％、８％和５％的丙烯酰胺反应中，聚合 烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液聚合ｆＪ］．石油化工，２０１５，（１１）： １０４６—１０４９． 发生发生的时间一次增多，而且聚合程度也一次见效，２％的 ２】马自俊，金曰辉．丙烯酰胺水溶液聚合的几种氧化还原引发体系的 丙烯酰胺中甚至不会产生聚合反应，因此，聚合溶液的浓度 【研究［Ｊ】＿精细石油化工，２０１６，（１）：４１－４３＋５９． 收稿日期：２０１７—１ １６ 和引发剂的含量对聚合物的反应会产生很大的影响。在发生 聚合反应后，在几组实验中，当水浴锅完全发生聚合反应后， 产生的聚合物的量比较少，可以说明聚合物的韧性不足。所以， 在实验阶段选择的溶液的浓度和引发剂的含量都比较小。 在第二阶段的实验中，溶液的浓度和引发剂的含量都在 增大，采用了５％和１０％的丙烯酰胺，出现黏稠感的时间比较长， 而且在１５％的丙烯酰胺溶液中，在１５ｍｉｎ后就开始出现聚合 反应，在２０％的丙烯酰胺中，在１３ｍｉｎ后就开始出现聚合反应， 继续进行水浴，直到聚合完全发生。两个浓度的丙烯酰胺的 聚合浓度都比较好，而且韧性非常足，聚合物产生的量也非 常大。２０％的丙烯酰胺的聚合效果要比１５％的丙烯酰胺的聚 合效果好。而站在经济的角度出发，１５％的丙烯酰胺更能满 足使用要求。 ３讨论 丙烯酰胺是一类常见的白色晶体的化学物质，其原料是 聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺主要在水的净化处理、纸浆的加工 等运用。在高温的条件下，可以生成丙烯酰胺。相关的研究 分析表明，其在分子量的测定中可以得到广泛应用，在油田 注水井调整吸水剖面中可以应用，本品与引发剂混合注入到 高渗透层带中，形成黏度很大的聚合物。在丙烯酰胺的生产中， 微生物法是一类新型的方法，其在化工产品和材料领域得到 应用，突破了高分子较高的相对分子质量，并且其领域得到 不断的拓展。从产品的纯度上分析，化学法的丙烯酰胺中含 有微量的铜离子和其他的金属离子，其活性会受到一定的影 响，但是采用微生物法生产丙烯酰胺就不存在这一类局限性， 其反应的活性非常好，提升了反应速度和生产率，而且聚合 度非常高，特别适合在三次采油中使用。而且微生物法的成 本优势不可估量，可以彻底的取代化学法生产的环节中，原 材料消耗非常少，而且利用率高。 丙烯酰胺水溶液和聚合与丙烯酰胺本体溶液的浓度和引 发剂的含量具有很大的关系，通过本次研究，可以找到合适 的聚合反应浓度，通过分段实验的方式，确定丙烯酰胺的浓 度为１５％～２０％，引发剂的浓度为１％时，聚合反应的效果最好。 参考文献 作者简介：唐天龙（１９８８～），男，辽宁抚顺人，助理工程师，主要 从事炼油方面相关工作。 ￣－ｏ－－－，．，ｏ－。◆－◆－◆－◆－◆・＋ ［３】季鸿渐，孙占维，张万喜，等．丙烯酰胺水溶液聚合一添加 Ｎａ２ＣＯ，制取高分子量阴离子型速溶聚丙烯酰胺的研究［Ｊ］．高分子 学报，２０１５，（５）：５５９—５６４． ◆－＋－◆・◆－＋＿◆－◆０◆０◆。 参考文献 ［１］廖永平．质量管理常用统计技术与方法［Ｊ】＿烟草科技， ｌ３一ｌ５． ・【２］李华欣．散布图及回归方差分析在ＱＣ小组中的应用［Ｊ］ｌ中国质量， ２００６，（１）：７３—７４． ｌ２８・