环氧氯丙烷-二甲胺共聚物的合成方法及最佳工艺条件

简介

地层中常含有一定数量的粘土矿物，主要有高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石。这些粘土矿物多由硅氧四面体和铝氧八面体组成，层间表面均为氧层，联结力弱。当与水接触时，水可进入晶层之间，晶层表面的可交换阳离子在水中解离扩散，形成扩散双电层。粘土在注水、酸化、水力压裂、砾石充填过程中碰到水或水基物质发生阳离子交换，使表面带电，晶层之间相互排斥，就会产生膨胀。

粘土矿物的水化膨胀和分散运移是造成油气层损害的主要原因之一，众多油田科研工作人员开始研究适合我国国情的新型阳离子聚合物粘土稳定剂来抑制粘土的膨胀，从而减少其对油田所造成的危害。环氧氯丙烷-二甲胺共聚物多作为粘土稳定剂，其具有明显的防止粘土矿物水化膨胀、分散运移的特点[1]。

环氧氯丙烷-二甲胺共聚物的性状

合成方法

打开恒温水浴锅，调整温度至预定滴加温度。称取预定量的二甲胺加入到装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的四口瓶中，开动搅拌器。称取预定量的环氧氯丙烷，加入滴液漏斗中，并开始滴加，通过控制滴速来控制滴加时反应器内的温度为预定的滴加温度。待环氧氯丙烷滴加完毕后，装上冷凝管，将温度升高至预定的反应温度，在预定时间内完成反应。所得产品装入广口瓶中，称重得到标题化合物环氧氯丙烷-二甲胺共聚物[1]。

最佳工艺条件

在所考察的工艺参数水平范围内，最佳工艺条件为滴加温度35℃、原料摩尔比1：1、反应时间5小时和反应温度75℃。对正交实验结果进行直观和极差分析表明，四因素对产品防膨率的影响程度为：原料摩尔比＞反应温度＞反应时间＞滴加温度。

在最佳条件下重复该实验三次，反应所得产品呈淡黄色粘稠状透明液体。所得产物的环氧值均接近于零，可视为环氧氯丙烷完全开环；经测定产品浓度为1000 mg/L时的防膨率分别为50%、50%和46.43%，浓度为3000 mg/L时的防膨率分别为67.86%、64.29%和67.86%[1]。

参考文献

[1] 于国彬. 粘土稳定剂环氧氯丙烷——二甲胺共聚物合成的研究 [J]. 化学工程与装备, 2012, (08): 26-29.