陽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生成陽離子聚合物PA2。通過進行室內實驗，確定了PA1、PA2粘土穩(wěn)定劑的合理聚合反應時間、反應溫度、引發(fā)劑用量及單體摩爾比。 雙子表面活性劑(又稱Gemini)是由兩個雙親分子的離子頭基經聯(lián)結基團通過化學鍵聯(lián)接而成，因其特殊的結構和性

2、質已成為表面活性劑研究的一個活躍領域。本文同時合成了以環(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、元素分析儀對目標產物進行了分析表征，通過測定電導率、表面張力等研究了目標產物的表面性質。 通過防膨性能評價實驗、巖屑回收率實驗、靜態(tài)膨脹實驗、巖芯滲透率實驗和巖芯溶失率實驗表明陽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)定劑合成及評價實驗的基礎上

3、，取得了以下五點結論： 1、以環(huán)氧氯丙烷與二甲胺為原料通過縮合聚合反應合成的主鏈型陽離子聚合物粘土穩(wěn)定劑PA1的最佳反應條件是：反應時間5h，反應溫度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離子聚合物粘土穩(wěn)定劑PA2的最佳反應條件是：反應時間5h，反應溫度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，其最佳反應條件為：反應時間7h，反應溫度70℃，三乙胺與環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為2:1。通過電導率法和滴體積法測得合成產物的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)定劑防膨效果實驗，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，使用PA1和PA2時的巖屑回收