[发明专利]一种AA/AMPS-Na/MACD共聚物

说明书

技术领域

本发明涉及一种AA/AMPS-Na/MACD共聚物，该发明的共聚物，依据在制备过程中改变单体的比例，应用在处理废水中污染物，以及应用在石油天然气行业钻井液中。

背景技术

近年来有机化合物对水体的污染日趋严重, 水污染已经成为全球性问题，其污染水平与健康影响研究越来越受到重视。目前最艰巨的任务就是如何从水中除去那些典型的与大多数化合物亲和力不强的有机分子。针对这一问题，传统的工艺技术有过滤、沉淀、凝固、氯气消毒及活性炭等。但是，各种处理工艺对于去除废水中的顽固的有机物都不是很有效，例如对芳香性有机分子，如甲苯、苯酚。本发明通过独特的乳液聚合方法，合成出带有支链环糊精聚合物，这些环糊精聚合物对于甲苯，苯酚等有机分子有很强的吸附能力。高浓度有机物溶液的吸附试验，证明了这种高吸附能力。

石油钻井过程中钻井地层日趋复杂，特殊井、超深井和复杂井数量逐年增加，对钻井液的要求更高，针对这一问题，在抗高温钻井液处理剂方面开展了一系列工作。但随着油井深度的增加，就必须增加处理剂的用量，但随着其用量的提高又增加了钻井液的黏度，特别是在钙、镁含量高的情况下，钻井液的性能控制就更加困难，因此已有的钻井液处理剂不能很好的满足钻井需求。在分子设计的基础上，依据处理剂不仅要满足抗温抗盐的要求，特别是抗钙、镁污染能力要强，还不能有增黏效应这一目的，本发明采用丙烯酸AA、2- 丙烯酰基-2- 甲基丙磺酸钠AMPS-Na和改性烯丙基环糊精MACD等单体共聚，合成了一种低相对分子质量的三元共聚物，其具有较强的降滤失作用和抗温、抗盐、抗钙能力，并且还表现出了较好的综合性能。

发明内容

本发明的目的是：为了解决废水中有机污染物分子，以及油气井井底在高温、高盐条件下，处理剂量增加后，钻井液性质难控制问题，特提供一种AA/AMPS-Na/MACD共聚物。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种AA/AMPS-Na/MACD共聚物，其特征在于：该共聚物是由丙烯酸代号AA、2- 丙烯酰胺基-2- 甲基丙磺酸钠代号AMPS-Na和二异氰酸酯改性烯丙基环糊精代号MACD三种单体聚合而得；所用原料各组分的质量百分比及部分性能为：AA的摩尔百分比为0.7%；AMPS-Na的摩尔百分比为15-50%，用浓度为4.0g/L的NaOH溶液滴定2- 丙烯酰胺基-2- 甲基丙磺酸AMPS，至pH7-8，即得AMPS-Na；MACD的摩尔百分比为49.3-84.3%，将0.1g二异氰酸酯配成浓度为5.0g/L的溶液，并加入0.5g十二烷基硫酸钠，做表面活性剂用，将0.1g烯丙基环糊精溶入到2.0mL去离子水中配成溶液待用，再将上述两种溶液在超声波作用下混合均匀，2min后倒入单口瓶中，在60℃下反应12小时，得到二异氰酸酯改性烯丙基环糊精单体；共聚物制备中，螯合剂用乙二胺四乙酸二钠,用量为反应单体总质量的0.15%-0.25%，氧化剂用过硫酸钾，用量为0.25%-0.5%，还原剂用亚硫酸氢钠，用量为0.25%-0.5%。该共聚物的结构式如下：

其中X的摩尔百分比为0.7%、Y的摩尔百分比为15—50%，(依据应用方向的不同控制Y的摩尔百分比)，符号表示环糊精结构单元。

一种AA/AMPS-Na/MACD共聚物的制备方法：先在100mL浓度为0.01g/mL二异氰酸酯改性烯丙基环糊精MACD水溶液中，加入浓度为0.1g/mL的丙烯酸AA 8.1-9.5mL和浓度为0.5g/mL的2- 丙烯酰胺基-2- 甲基丙磺酸钠AMPS-Na  5-15mL，AA、AMPS-Na与MACD三者的摩尔比依次为0.7:15-50:49.3-84.3；然后再依次加入浓度为0.3g/mL乙二胺四乙酸二钠1.0mL、浓度为0.5g/mL的过硫酸钾1.0mL和浓度为1.0g/mL亚硫酸氢钠0.5mL；最后将上述溶液混和均匀后，充氮气30-50min除氧，在30-70℃下反应5-8h，制得AA/AMPS-Na/MACD共聚物。