一种可聚合阳离子表面活性剂、疏水缔合聚丙烯酰胺及制备方法与流程

1.本发明涉及一种可聚合阳离子表面活性剂及其制备方法、以及由该可聚合阳离子表面活性剂作为输水单体制备得到的疏水缔合聚丙烯酰胺及其具体制备方法。


背景技术：

2.随着常规油气资源开采殆尽，开采难度更大的非常规油气资源受到了人们的重视。非常规油气储层具有孔隙度低、渗透率低以及非均质性强等特性，与常规油气资源相比，开采难度大，因此，需要对非常规油气储层采取有效的增产措施。目前采取的增产措施主要是向非常规储层中泵入具有一定粘度的压裂液对储层进行压裂，在储层中形成大规模复杂缝网，增大油气渗流面积，达到增产的目的。近年来，疏水缔合聚丙烯酰胺在油田应用上取得了巨大的进展，在常见的酸化压裂及三次采油中均得到了应用。
3.疏水缔合聚合物是指在聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物，其溶液特性与一般聚合物溶液不同。在水溶液中，此类聚合物的疏水基团由于疏水作用而发生聚集，使大分子链产生分子内和分子间缔合。在稀溶液中大分子主要以分子内缔合的形式存在，使大分子链发生卷曲，流体力学体积减小，特性粘数降低。当聚合物浓度高于临界缔合浓度后，大分子链通过疏水缔合作用聚集，形成以分子间缔合为主的超分子结构-动态物理交联网络，流体力学体积增大，溶液粘度大幅度升高。
4.在制备疏水缔合聚丙烯酰胺时，常规方法是向聚丙烯酰胺主链中引入少量疏水单体，通过疏水单体的疏水缔合作用增强聚合物的稳定性。现有技术在制备疏水改性聚丙烯酰胺时，常向聚丙烯酰胺中引入少量的阳离子，或阴离子，或非离子，或甜菜碱型单体，以获得不同带电种类的疏水缔合聚合物。其中，阳离子型疏水缔合聚丙烯酰胺(cpam)是线型高分子聚合物，由于它具有多种活泼的基团，可与许多物质亲和、吸附形成氢键。主要是絮凝带负电荷的胶体，具有除浊、脱色、吸附、粘合等功能，适用于染色、造纸、食品、建筑、冶金、选矿、煤粉、油田、水产加工与发酵等行业有机胶体含量较高的废水处理，特别适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。在工业生产中，常规方法是向聚丙烯酰胺主链中引入少量疏水单体，通过疏水单体的疏水缔合作用增强聚合物的稳定性。常见的疏水单体为阳离子、阴离子、甜菜碱型等。采用少量疏水单体与丙烯酰胺共聚得到的疏水缔合聚合物，具有较好的耐温抗盐现象。这一特性使得疏水缔合聚合物的研制成为热点研究课题，疏水缔合聚合物在酸化压裂，三次采油方面均已经得到了广泛应用。
5.制备阳离子型疏水缔合缔合聚合物的关键在于使用一种特定的阳离子型疏水单体。阳离子型疏水单体对阳离子型疏水缔合缔合聚合物的性能有着重要应影响，对制备阳离子型疏水缔合缔合聚合物的工艺条件也有着重要影响。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种可聚合阳离子表面活性剂及其制备方法，该可聚合阳
离子表面活性剂制备条件温和，该可聚合阳离子表面活性剂用作疏水单体制备阳离子型疏水缔合缔合聚合物时反应条件温和且制备得到的阳离子型疏水缔合缔合聚合物性能优越。
7.本发明的目的在于提供一种阳离子型疏水缔合缔合聚合物，该阳离子型疏水缔合缔合聚合物性能优越且可以在温和的条件下完成制备。
8.为了实现上述目的，本发明提供了一种可聚合阳离子表面活性剂，其中，该可聚合阳离子表面活性剂具有如下结构：
[0009][0010]
其中x为卤素中的一种。
[0011]
在上述可聚合阳离子表面活性剂中，优选地，所述x为cl。
[0012]
在上述可聚合阳离子表面活性剂中，优选地，所述r1选自烷基、苯基及其衍生物和中的一种；其中，所述r1为烷基中的一种；
[0013]
更优选地，所述烷基包括直链烷基和环烷基中的至少一种；进一步优选地，环烷基为环己烷基；进一步优选地，所述直链烷基包括c8-c22的直链烷基中的至少一种，例如，c8直链烷基、c10直链烷基、c12直链烷基、c14直链烷基、c16直链烷基、c18直链烷基、c20直链烷基、c22直链烷基；
[0014]
更优选地，所述苯基及其衍生物为取代或未取代的苯基，例如包括中的至少一种；进一步优选地，所述苯基及其衍生物包括和/或
[0015]
更优选地，r2包括直链烷基中的至少一种；再优选地，所述r2包括c7-c21的直链烷基中的至少一种，例如，c7直链烷基、c9直链烷基、c11直链烷基、c13直链烷基、c15直链烷基、c17直链烷基、c19直链烷基、c21直链烷基。
[0016]
本发明还提供了上述可聚合阳离子表面活性剂的制备方法，其中，该方法包括：
[0017]
使用卤代乙酸乙烯酯与n,n-二甲基烷胺类化合物在有机溶剂中进行menshutkin反应得到；
[0018]
其中，卤代乙酸乙烯酯与n,n-二甲基烷胺摩尔比为0.8-1.2:0.8-1.2。
[0019]
在上述可聚合阳离子表面活性剂的制备方法中，优选地，所述选用氯乙酸乙烯酯或溴乙酸乙烯酯。
[0020]
在上述可聚合阳离子表面活性剂的制备方法中，优选地，所述n,n-二甲基烷胺类化合物选自n,n-二甲基烷基胺类化合物、n,n-二甲基烷基酰胺类化合物、和n,n-二甲苯胺
类化合物中的一种；
[0021]
更优选地，所述n,n-二甲基烷基胺类化合物包括n,n-二甲基直链烷基胺类化合物和n,n-二甲基环烷胺类化合物中的至少一种；进一步优选地，所述n,n-二甲基直链烷基胺类化合物包括n,n-二甲基c8-c22直链烷基胺中的至少一种，例如n,n-二甲基八烷基胺、n,n-二甲基十烷基胺、n,n-二甲基十二烷基胺、n,n-二甲基十四烷基胺、n,n-二甲基十六烷基胺、n,n-二甲基十八烷基胺、n,n-二甲基二十烷基胺、n,n-二甲基二十二烷基胺；进一步优选地，所述n,n-二甲基环烷胺类化合物为n,n-二甲基环己胺；
[0022]
更优选地，所述n,n-二甲基烷基酰胺类化合物包括n,n-二甲基直链烷基酰胺类化合物中的至少一种；进一步优选地，所述n,n-二甲基烷基酰胺类化合物包括具备如下结构式的化合物中的至少一种：其中，r2包括c7-c21的直链烷基中的至少一种；再优选地，所述n,n-二甲基烷基酰胺类化合物包括但不限于n,n-二甲基辛酰胺，n,n-二甲基癸酰胺，n,n-二甲基十二烷酰胺，n,n-二甲基十四烷酰胺，n,n-二甲基十六烷酰胺，n,n-二甲基十八烷酰胺，n,n-二甲基二十烷酰胺和n,n-二甲基二十二烷酰胺中的至少一种；
[0023]
更优选地，所述n,n-二甲苯胺类化合物包括n,n-二甲苯胺、n,n-二甲基间甲苯胺、n,n-二甲基对甲苯胺和n,n-二甲基邻甲苯胺中的至少一种；进一步优选地，所述n,n-二甲苯胺类化合物包括n,n-二甲苯胺和/或n,n-二甲基间甲苯胺。
[0024]
在上述可聚合阳离子表面活性剂的制备方法中，优选地，所述有机溶剂包括但不仅限于甲醇，乙醇，乙醚，丙酮，乙酸乙酯，二氯甲烷，三氯甲烷，四氢呋喃和二氧六环等中的至少一种；进一步优选地，所述有机溶剂选用丙酮。
[0025]
在上述可聚合阳离子表面活性剂的制备方法中，优选地，所述menshutkin反应的温度为30-80℃；更优选的，所述menshutkin反应的反应温度为40-50℃并进行回流。
[0026]
在一具体实施例中，将等摩尔量的氯乙酸乙烯酯与n,n-二甲基烷基胺加入一定量的溶剂中，在50℃下进行回流，溶液中逐渐出现白色沉淀物，搅拌6h后停止反应，将溶液进行过滤，并用溶剂洗涤滤饼后，烘干滤饼即得到产物可聚合阳离子表面活性剂。
[0027]
本发明还提供了一种疏水缔合聚丙烯酰胺，其中，所述疏水缔合聚丙烯酰胺为以上述可聚合阳离子表面活性剂作为疏水单体与丙烯酰胺单体的自由基共聚物。
[0028]
在上述疏水缔合聚丙烯酰胺中，所述疏水缔合聚丙烯酰胺属于一种阳离子型疏水缔合聚丙烯酰胺。
[0029]
在上述疏水缔合聚丙烯酰胺中，优选地，所述疏水缔合聚丙烯酰胺具有如下结构通式：
[0030][0031]
式中，r1为可聚合阳离子表面活性剂的结构式中的r1基。
[0032]
具体而言，在一优选实施方式中，所述r1选自烷基、苯基及其衍生物和中的一种；其中，所述r1为烷基中的一种；
[0033]
更优选地，所述烷基包括直链烷基和环烷基中的至少一种；进一步优选地，环烷基为环己烷基；进一步优选地，所述直链烷基包括c8-c22的直链烷基中的至少一种，例如，c8直链烷基、c10直链烷基、c12直链烷基、c14直链烷基、c16直链烷基、c18直链烷基、c20直链烷基、c22直链烷基；
[0034]
更优选地，所述苯基及其衍生物为取代或未取代的苯基，具体包括中的至少一种；进一步优选地，所述苯基及其衍生物包括和/或
[0035]
更优选地，r2包括直链烷基中的至少一种；再优选地，所述r2包括c7-c21的直链烷基中的至少一种，例如，c7直链烷基、c9直链烷基、c11直链烷基、c13直链烷基、c15直链烷基、c17直链烷基、c19直链烷基、c21直链烷基；
[0036]
更优选地，所述x:y＝0.1-10:99.9-90。
[0037]
本发明还提供了上述疏水缔合聚丙烯酰胺的制备方法，其中，该方法包括：
[0038]
使用上述可聚合阳离子表面活性剂作为阳离子疏水单体与丙烯酰胺进行自由基共聚，得到所述疏水缔合聚丙烯酰胺。
[0039]
在上述疏水缔合聚丙烯酰胺的制备方法中，优选地，所述可聚合阳离子表面活性剂与所述丙烯酰胺的摩尔比为：0.1-10:99.9-90。
[0040]
在上述疏水缔合聚丙烯酰胺的制备方法中，优选地，所述自由基共聚的反应温度为0-60℃。
[0041]
在上述疏水缔合聚丙烯酰胺的制备方法中，优选地，所述自由基共聚在有引发剂的条件下进行的；
[0042]
更优选地，所述引发剂选自过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系、过硫酸钾-亚硫酸氢钠体系、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐和偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种；
[0043]
更优选地，所述引发剂的用量为可聚合阳离子表面活性剂与丙烯酰胺总质量的0.05-0.5。
[0044]
在上述疏水缔合聚丙烯酰胺的制备方法中，优选地，所述自由基共聚在水溶液环境中进行。
[0045]
在上述疏水缔合聚丙烯酰胺的制备方法中，优选地，该制备方法包括：
[0046]
将上述可聚合阳离子表面活性剂、丙烯酰胺和水混合制备得到水溶液；以水溶液总质量为基准，水溶液中可聚合阳离子表面活性剂和丙烯酰胺的总质量浓度为15-30％；
[0047]
然后，通入保护气体排氧；
[0048]
进而再加入引发剂在0-60℃下进行反应，得到胶状体产物；以可聚合阳离子表面活性剂和丙烯酰胺的总质量为基准，所述引发剂的用量占比为0.05-0.5％；所述引发剂选自过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系、过硫酸钾-亚硫酸氢钠体系、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐和偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种；
[0049]
将得到的胶状体产物用有机溶剂洗涤，得到所述疏水缔合聚丙烯酰胺；
[0050]
更优选地，所述反应的时间为4-7h；
[0051]
更优选地，洗涤用有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、二氧六环和四氢呋喃等中的至少一种；
[0052]
更优选地，所述保护气体包括惰性气体和氮气中的至少一种；在一具体实施方式中，所述保护气体选自氩气和氮气中的一种。
[0053]
在一具体实施方式中，取一定量的丙烯酰胺和可聚合阳离子表面活性剂加入水中，通入n2排氧30min后，置于55℃水浴中，再加入一定量的引发剂并搅拌均匀，保持4h后取出，使用大量乙醇洗涤得到的胶状物质，得到白色沉淀物，即为所述阳离子型疏水缔合聚丙烯酰胺。
[0054]
与现有技术相比，本发明的技术方案可以达到的效果如下：
[0055]
1、本发明技术方案提供了一种新型可聚合阳离子表面活性剂，该可聚合阳离子表面活性剂能够作为疏水单体使用，拓展了阳离子型疏水单体的种类，为疏水缔合聚合聚丙烯酰胺的合成提供一种新型疏水单体，为合成性能优异的新型疏水缔合聚合聚丙烯酰胺奠定了基础。
[0056]
2、本发明技术方案提供的新型可聚合阳离子表面活性剂，用作疏水单体制备阳离子型疏水缔合缔合聚合物时反应条件温和且制备得到的阳离子型疏水缔合缔合聚合物性能优越。
[0057]
3、本发明技术方案提供的新型可聚合阳离子表面活性剂可以使用menshutkin反应进行制备，并且制备条件温和。
[0058]
4、本发明技术方案提供了一种新型阳离子疏水缔合聚丙烯酰胺，该新型阳离子疏水缔合聚丙烯酰胺性能优越：在低加量浓度下，可作为减阻剂使用；在高加量浓度下，溶液具有较高的粘度，可作为酸化压裂中的稠化剂使用。
[0059]
5、本发明技术方案提供的新型阳离子疏水缔合聚丙烯酰胺可以在温和的条件下完成制备。
附图说明
[0060]
图1为本发明实施例1中提供的可聚合阳离子表面活性剂的红外谱图。
[0061]
图2为本发明实施例1中提供的可聚合阳离子表面活性剂的核磁谱图。
[0062]
图3为本发明实施例4中疏水缔合聚丙烯酰胺的核磁谱图。
[0063]
图4为本发明实施例4提供的疏水缔合聚丙烯酰胺的浓度-粘度曲线图。
[0064]
图5为本发明实施例4提供的疏水缔合聚丙烯酰胺的浓度-减阻率曲线图。
具体实施方式
[0065]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0066]
实施例1
[0067]
本实施例提供了一种可聚合阳离子表面活性剂a1
[0068]
该可聚合阳离子表面活性剂a1通过下述制备方法得到：
[0069]
取干燥烧瓶，将氯乙酸乙烯酯(cas号:2549-51-1)12g，n,n-二甲基十六烷基叔胺(cas号:112-69-6)27g，丙酮200g加入干燥烧瓶后置于50℃水浴中，搅拌并回流6h进行反应，得到大量白色沉淀物。
[0070]
将反应产物进行过滤，并用丙酮反复冲洗滤饼，烘干滤饼后得到所述可聚合阳离子表面活性剂，记为可聚合阳离子表面活性剂a1。
[0071]
获取可聚合阳离子表面活性剂a1的红外谱图，结果如图1所示。由图1可知，在1720cm-1
左右为酯羰基吸收峰，2920cm-1
左右为碳碳双键吸收峰，2746cm-1
为季铵氮与甲基之间的吸收峰，1467cm-1
为亚甲基上碳氢吸收峰，723cm-1
为亚甲基吸收峰，且亚甲基数量大于等于4。
[0072]
获取可聚合阳离子表面活性剂a1的核磁谱图如图2所示。图中，7.5ppm处为碳碳双键β位氢原子位移，4.7-4.5ppm处为碳碳双键α位氢原子位移。3.5ppm处为氮原子相连甲基氢原子位移，3.2ppm处为氮原子相连亚甲基氢原子位移，1.75ppm处为氮原子相连β位亚甲基氢原子位移，1.25ppm处为直链烷烃上亚甲基氢原子位移，0.8ppm处为直链烷烃末端甲基氢原子位移，从而证明成功合成了疏水单体a1。
[0073]
由上可知，在上述制备方法中成功完成了menshutkin反应，得到的聚合阳离子表面活性剂a1为n,n-二甲基十六烷基乙酸乙烯酯氯化铵，结构式为：
[0074][0075]
实施例2
[0076]
本实施例提供了一种可聚合阳离子表面活性剂a2
[0077]
该可聚合阳离子表面活性剂a2通过下述制备方法得到：
[0078]
取干燥烧瓶，将氯乙酸乙烯酯(cas号:2549-51-1)12g，n,n-二甲基癸酰胺(cas号:14433-76-2)20g，丙酮200g加入干燥烧瓶后置于50℃水浴中，搅拌并回流6h进行反应，得到大量白色沉淀物。
[0079]
将反应产物进行过滤，并用丙酮反复冲洗滤饼，烘干滤饼后得到所述可聚合阳离子表面活性剂，记为可聚合阳离子表面活性剂a2。
[0080]
所述可聚合阳离子表面活性剂a2为n,n-二甲基癸酰胺乙酸乙烯酯氯化铵。
[0081]
实施例3
[0082]
本实施例提供了一种可聚合阳离子表面活性剂a3
[0083]
该可聚合阳离子表面活性剂a3通过下述制备方法得到：
[0084]
取干燥烧瓶，将氯乙酸乙烯酯(cas号:2549-51-1)12g，n,n-二甲苯胺(cas号:121-69-7)12g，丙酮200g加入干燥烧瓶后置于50℃水浴中，搅拌并回流6h进行反应，得到大量白色沉淀物。
[0085]
将反应产物进行过滤，并用丙酮反复冲洗滤饼，烘干滤饼后得到所述可聚合阳离子表面活性剂，记为可聚合阳离子表面活性剂a3。
[0086]
所述可聚合阳离子表面活性剂a3为n,n-二甲基苯胺乙酸乙烯酯氯化铵。
[0087]
实施例4
[0088]
本实施例提供了一种疏水缔合聚丙烯酰胺b1
[0089]
该疏水缔合聚丙烯酰胺b1通过下述制备方法得到：
[0090]
取0.6g实施例1制备得到的可聚合阳离子表面活性剂a1(0.0015mol)和21g丙烯酰胺(cas：122775-19-3，0.3mol)，单体摩尔比约为a1:丙烯酰胺＝0.5:99.5，溶于86g水中，配成单体总浓度为20％的溶液。进而通入n2排氧30min后，置于55℃水浴中，再加入0.05g引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐(cas:2997-92-4)，搅拌均匀后静置6h后得到胶状体产物。将胶状体产物取出并用大量乙醇洗涤，得到大量白色沉淀，即为疏水缔合聚丙烯酰胺，命名为疏水缔合聚丙烯酰胺b1。
[0091]
图3为疏水缔合聚丙烯酰胺b1的核磁谱图。由图3可知，4.4ppm为疏水单体中酯基相连亚甲基氢原子位移，3ppm处为疏水单体中氮原子相连甲基氢原子位移，2.4-2ppm处为聚合物主链上次甲基氢原子的位移，1.8-1.2ppm为主链上亚甲基氢原子的位移，1.1ppm处为疏水链上亚甲基氢原子位移，0.85ppm处为疏水单体末端甲基氢原子位移。从核磁谱图中证明成功合成疏水缔合聚丙烯酰胺b1。
[0092]
使用ndj-79旋转粘度计，使用第ⅲ测定组，转速为7.5r/min条件下，进行不同浓度的疏水缔合聚丙烯酰胺b1的溶液的粘度测试，得到疏水缔合聚丙烯酰胺b1的浓度-粘度曲线，结果如图4所示，图4中粘度陡增的拐点即为临界缔合浓度cac。
[0093]
参考cn203178161u公开的《一种压裂液管路摩阻测定装置》，进行疏水缔合聚丙烯酰胺b1作为减阻剂时在不同浓度下的减阻率测试，最高减阻率达67.5％，结果如图5所示。
[0094]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种可聚合阳离子表面活性剂，其中，该可聚合阳离子表面活性剂具有如下结构：其中x为卤素中的一种。2.根据权利要求1所述的可聚合阳离子表面活性剂，其中，所述x为cl或br。3.根据权利要求1所述的可聚合阳离子表面活性剂，其中，所述r1选自烷基、苯基及其衍生物和中的一种；其中，所述r1为烷基中的一种。4.根据权利要求3所述的可聚合阳离子表面活性剂，其中，所述烷基包括直链烷基和环烷基中的至少一种；优选地，环烷基为环己烷基；优选地，所述直链烷基包括c8-c22的直链烷基中的至少一种；更优选地，所述直链烷基包括c8直链烷基、c10直链烷基、c12直链烷基、c14直链烷基、c16直链烷基、c18直链烷基、c20直链烷基和c22直链烷基中的至少一种。5.根据权利要求3所述的可聚合阳离子表面活性剂，其中，所述苯基及其衍生物包括所述苯基及其衍生物包括中的至少一种；优选地，所述苯基及其衍生物包括6.根据权利要求3所述的可聚合阳离子表面活性剂，其中，r2包括直链烷基中的至少一种；优选地，所述r2包括c7-c21的直链烷基中的至少一种；更优选地，所述r2包括c7直链烷基、c9直链烷基、c11直链烷基、c13直链烷基、c15直链烷基、c17直链烷基、c19直链烷基和c21直链烷基中的至少一种。7.权利要求1-6任一项所述的可聚合阳离子表面活性剂的制备方法，其中，该方法包括：使用卤代乙酸乙烯酯与n,n-二甲基烷胺类化合物在有机溶剂中进行menshutkin反应得到；其中，卤代乙酸乙烯酯与n,n-二甲基烷胺摩尔比为0.8-1.2:0.8-1.2。8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述选用氯乙酸乙烯酯或溴乙酸乙烯酯。9.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述n,n-二甲基烷胺类化合物选自n,n-二甲基烷基胺类化合物、n,n-二甲基烷基酰胺类化合物、和n,n-二甲苯胺类化合物中的一种。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述n,n-二甲基烷基胺类化合物包括n,n-二甲基直链烷基胺类化合物和n,n-二甲基环烷胺类化合物中的至少一种；优选地，所述n,n-二甲基直链烷基胺类化合物包括n,n-二甲基c8-c22直链烷基胺中的至少一种；更优选地，所述n,n-二甲基烷基胺类化合物包括n,n-二甲基八烷基胺、n,n-二甲基十烷基胺、n,n-二甲基十二烷基胺、n,n-二甲基十四烷基胺、n,n-二甲基十六烷基胺、n,n-二甲基十八烷基胺、n,n-二甲基二十烷基胺和n,n-二甲基二十二烷基胺中的至少一种；优选地，所述n,n-二甲基环烷胺类化合物为n,n-二甲基环己胺。11.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述n,n-二甲基烷基酰胺类化合物包括n,n-二甲基直链烷基酰胺类化合物中的至少一种；优选地，所述n,n-二甲基烷基酰胺类化合物包括具备如下结构式的化合物中的至少一种：其中，r2包括c7-c21的直链烷基中的至少一种；进一步优选地，所述n,n-二甲基烷基酰胺类化合物包括但不限于n,n-二甲基辛酰胺，n,n-二甲基癸酰胺，n,n-二甲基十二烷酰胺，n,n-二甲基十四烷酰胺，n,n-二甲基十六烷酰胺，n,n-二甲基十八烷酰胺，n,n-二甲基二十烷酰胺和n,n-二甲基二十二烷酰胺中的至少一种。12.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述n,n-二甲苯胺类化合物包括n,n-二甲苯胺、n,n-二甲基间甲苯胺、n,n-二甲基对甲苯胺和n,n-二甲基邻甲苯胺中的至少一种；优选地，所述n,n-二甲苯胺类化合物包括n,n-二甲苯胺和/或n,n-二甲基间甲苯胺。13.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述有机溶剂包括但不仅限于甲醇，乙醇，乙醚，丙酮，乙酸乙酯，二氯甲烷，三氯甲烷，四氢呋喃和二氧六环等中的至少一种；优选地，所述有机溶剂选用丙酮。14.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述menshutkin反应的温度为30-80℃；优选的，所述menshutkin反应的反应温度为40-50℃并进行回流。15.一种疏水缔合聚丙烯酰胺，其中，所述疏水缔合聚丙烯酰胺为以权利要求1-6任一项所述的可聚合阳离子表面活性剂作为疏水单体与丙烯酰胺单体的自由基共聚物。16.根据权利要求15所述的疏水缔合聚丙烯酰胺，其中，所述疏水缔合聚丙烯酰胺具有如下结构通式：式中，r1为可聚合阳离子表面活性剂的结构式中的r1基；
优选地，所述x:y＝0.1-10:99.9-90。17.权利要求15或16所述的疏水缔合聚丙烯酰胺的制备方法，其中，该方法包括：使用权利要求1-6任一项所述的可聚合阳离子表面活性剂作为阳离子疏水单体与丙烯酰胺进行自由基共聚，得到所述疏水缔合聚丙烯酰胺。18.根据权利要求17所述的制备方法，其中，所述可聚合阳离子表面活性剂与所述丙烯酰胺的摩尔比为：0.1-10:99.9-90。19.根据权利要求17所述的制备方法，其中，所述自由基共聚的反应温度为0-60℃；所述自由基共聚在有引发剂的条件下进行的；优选地，所述引发剂选自过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系、过硫酸钾-亚硫酸氢钠体系、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐和偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种；优选地，所述引发剂的用量为可聚合阳离子表面活性剂与丙烯酰胺总质量的0.05-0.5；所述自由基共聚在水溶液环境中进行。20.根据权利要求17-19任一项所述的制备方法，其中，该制备方法包括：将上述可聚合阳离子表面活性剂、丙烯酰胺和水混合制备得到水溶液；以水溶液总质量为基准，水溶液中可聚合阳离子表面活性剂和丙烯酰胺的总质量浓度为15-30％；然后，通入保护气体排氧；进而再加入引发剂在0-60℃下进行反应，得到胶状体产物；以可聚合阳离子表面活性剂和丙烯酰胺的总质量为基准，所述引发剂的用量占比为0.05-0.5％；所述引发剂选自过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系、过硫酸钾-亚硫酸氢钠体系、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐和偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种；将得到的胶状体产物用有机溶剂洗涤，得到所述疏水缔合聚丙烯酰胺；更优选地，所述反应的时间为4-7h；更优选地，洗涤用有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、二氧六环和四氢呋喃等中的至少一种。

技术总结
本发明提供了一种可聚合阳离子表面活性剂、疏水缔合聚丙烯酰胺及制备方法。该可聚合阳离子表面活性剂具有如下结构：其中X为卤素中的一种。该可聚合阳离子表面活性剂的制备方法包括：使用卤代乙酸乙烯酯与N,N-二甲基烷胺类化合物在有机溶剂中进行Menshutkin反应得到。疏水缔合聚丙烯酰胺为以上述可聚合阳离子表面活性剂作为疏水单体与丙烯酰胺单体的自由基共聚物。本发明提供的可聚合阳离子表面活性剂制备条件温和，用作疏水单体制备阳离子型疏水缔合缔合聚合物时反应条件温和且制备得到的阳离子型疏水缔合缔合聚合物性能优越。本发明提供的疏水缔合缔合聚合物性能优越且可以在温和的条件下完成制备。在温和的条件下完成制备。在温和的条件下完成制备。


技术研发人员：敬显武 刘友权
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2023/7/13