本文研究了非水介质下交联剂柠檬酸铝的合成新工艺,考察了温度、反应物—无水氯化铝与固体柠檬酸粉末的配比、溶剂用量等因素对反应和产物交联性质的影响,从而得出最佳的合成工艺条件。本实验分为两步:第一步通过合成产物确定最佳反应温度为80℃。第二步对产物交联性能进行评价,以产物与聚丙烯酰胺形成的交联体系的粘度为指标,确定了无水氯化铝与柠檬酸铝摩尔比为1.5:1时,产物的交联性最好。无论从交联时间(22d开始成胶)还是从交联强度(3400mPa·s左右)来看,交联剂都具有优良的性质。本合成方法与常规方法相比有诸多优点;产物纯度接近100%,非水相合成,对环境无污染,节省能源,溶剂可重复利用,产物交联性好等等。因此,该新工艺有着广阔的实用空间,可以替代现有合成工艺。柠檬酸铝/聚丙烯酰胺凝胶与铬聚合物凝胶体系相比,更容易受外界因素影响且不稳定。本文考察环境对铝交联体系的影响。总结了柠檬酸铝的研究现状。在油田上作了许多此类实验,大部分很成功,但凝胶机理阐述不完全。本文阐述了关于柠檬酸铝络合物的机理。考察出不同的凝胶动力学,进而有不同的凝胶机理,主要是因为铝来源不同造成铝齐聚物的不同。柠檬酸与铝的比例是一个关键。在海水中当比例1:2时,有铝沉淀,其比例小于2:1时有柠檬酸钙沉淀。在pH小于6时,加入HPAM,就有可能得到强度大的凝胶。在岩芯驱替时,只要消除聚合物降解这一因素,凝胶便能形成。可以考察出,在低柠檬酸浓度下存在一个严重的问题;铝与柠檬酸比例1:1时不会有沉淀,又可能封堵。
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