醋酸鉻交聯(lián)劑的合成評(píng)價(jià)及其成膠機(jī)理研究

靳麗麗，馬寶利，張志華，趙 野，王新苗

（中國(guó)石油 石油化工研究院大慶化工研究中心，黑龍江 大慶 163714）

聚丙烯酰胺是一類重要的水溶性高分子聚合物，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)，享有“百業(yè)助劑”之稱。隨著我國(guó)工業(yè)化迅速發(fā)展，聚丙烯酰胺應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，需求量也不斷增加，現(xiàn)有的聚丙烯酰胺難以滿足需求［1-3］，研究表明，在聚合物溶液中加入交聯(lián)劑能夠明顯提高聚丙烯酰胺的性能［4-5］。交聯(lián)劑中鉻交聯(lián)劑是最有前途的一種［6］，它可以在較寬的溫度和pH值范圍內(nèi)控制成膠，是一種適應(yīng)性很強(qiáng)的交聯(lián)劑。目前，有關(guān)聚合物成膠機(jī)理的報(bào)道較少［7-8］，為此，筆者除了對(duì)醋酸鉻交聯(lián)劑合成條件進(jìn)行了優(yōu)化，考察了各因素對(duì)成膠性能的影響，還對(duì)交聯(lián)劑的成膠性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，在研究了交聯(lián)過程中分子線團(tuán)尺寸的變化和礦化度對(duì)交聯(lián)效果的影響的基礎(chǔ)上，分析了Cr3＋聚合物凝膠的成膠機(jī)理。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要材料及儀器

重鉻酸鉀、醋酸、氯化鋇、磷酸二氫鉀、KCl溶液，AR，沈陽(yáng)化學(xué)試劑廠；亞硝酸鈉、氨水、pH值標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，AR，天津市大茂化學(xué)試劑廠；水解聚丙烯酰胺（HPAM，相對(duì)分子質(zhì)量1.9×107），中國(guó)石油大慶煉化公司。實(shí)驗(yàn)用水組成見表1。

PHS-3C型數(shù)字式酸度計(jì)，上海光學(xué)儀器廠；DV-Ⅱ型布氏黏度儀，美國(guó)Brookfield公司；Haake100流變儀，德國(guó) HAAKE公司。BI-200SM型廣角動(dòng)／靜態(tài)光散射儀系統(tǒng)，美國(guó)Brookhaven Instruments Cop.，測(cè)定時(shí)散射角為90°，試樣經(jīng)3.0μm核微孔濾膜過濾，采用CONTIN數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

表1 實(shí)驗(yàn)用水離子組成

1.2 反應(yīng)機(jī)理

亞硝酸鈉將Cr6＋還原為Cr3＋，有機(jī)酸與Cr3＋絡(luò)合，形成有機(jī)酸鉻絡(luò)合物。……