[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于光引發(fā)制備聚丙烯酰胺納米微球的裝置和聚丙烯酰胺納米微球的制備方法

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• 申請(qǐng)日: 2019-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110548464A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪希領(lǐng);丁金皓;李海斌;楊亞妮;趙笑男;劉平;劉婉;馬亞斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安萬(wàn)德能源化學(xué)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J19/00
• 分類(lèi)號(hào): B01J19/00;B01J19/12;B01J13/14;C08F220/56;C08F222/40;C08F2/01
• 代理公司: 11569 北京高沃律師事務(wù)所
• 代理人: 馬云華

本發(fā)明提供了一種用于光引發(fā)制備聚丙烯酰胺納米微球的裝置和聚丙烯酰胺納米微球的制備方法，屬于聚合物材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的裝置包括光源、色散棱鏡和多通道微管反應(yīng)器，所述多通道微管反應(yīng)器包括恒溫箱、若干不透明隔板和若干水平管式反應(yīng)器，所述不透明隔板和水平管式反應(yīng)器在恒溫箱內(nèi)間隔排列，不透明隔板將各個(gè)水平管式反應(yīng)器隔開(kāi)，所述水平管式反應(yīng)器的材質(zhì)為透明材料；所述色散棱鏡的光色散面位于多通道微管反應(yīng)器的上方。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光引發(fā)制備聚丙烯酰胺納米微球的裝置和聚丙烯酰胺納米微球的制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯酰胺微球又稱(chēng)交聯(lián)聚合物微球，是一類(lèi)用途廣泛的吸水性樹(shù)脂，主要應(yīng)用于非均質(zhì)性強(qiáng)、高含水、大孔道發(fā)育的油田深部調(diào)剖堵水。此類(lèi)聚合物微球具有尺寸小、在水中分散性好、易進(jìn)入地層深部及在油藏溫度下遇水膨脹等優(yōu)點(diǎn)，在深部調(diào)剖堵水過(guò)程中，通過(guò)讓其在孔喉中運(yùn)移、封堵、變形通過(guò)、再運(yùn)移封堵，直至地層深處，逐級(jí)封堵水竄優(yōu)勢(shì)通道，實(shí)現(xiàn)深部封堵，進(jìn)一步提高石油采收率。

光引發(fā)制備聚丙烯酰胺微球的方法近年來(lái)受到人們的關(guān)注，其使用光引發(fā)劑，活化能低，易于低溫聚合，且光引發(fā)劑可完全分解，獲得的產(chǎn)品不含引發(fā)劑殘基，純度相對(duì)較高，最重要的是，光引發(fā)聚合得到的微球分散性更好，粒徑分布寬度較窄。現(xiàn)有技術(shù)CN103965396 A公開(kāi)了一種輻射聚合法制備聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物凝膠微球，同時(shí)涉及到了一種輻射聚合陣列裝置，該方法使用的射線源屬危險(xiǎn)物質(zhì)，陣列裝置為間歇式，同時(shí)需施加外力如攪拌、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等方法對(duì)物料進(jìn)行分散；現(xiàn)有技術(shù)CN 101555298A公開(kāi)了一種非均相連續(xù)光聚合反應(yīng)控制聚合物分子量的制備方法，其將單體、引發(fā)劑和溶劑組成的混合液以一定流速連續(xù)流入反應(yīng)器中，在一定的溫度和光照條件下使其固化，非均相沉淀得到聚合物，該方法無(wú)法連續(xù)生產(chǎn)，且產(chǎn)品在反應(yīng)器中需進(jìn)行分離，固化后的聚合物很容易粘附于器壁上，難以分離出產(chǎn)品來(lái)；現(xiàn)有技術(shù)CN 109289723A公開(kāi)了一種光聚合微通道的裝置，該方法利用光的聚焦和反射，使得原料在裝置中得到充分的光照，從而發(fā)生聚合反應(yīng)，該方法對(duì)光源的定位精確度較高，同時(shí)需要使用金屬片作為散熱原件，光子投射器、激光器、密封圈等部件較多，組裝繁瑣。此外，上述方法對(duì)光源的要求較高，且光源對(duì)人體危害大，不利于工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于光引發(fā)制備聚丙烯酰胺納米微球的裝置和聚丙烯酰胺納米微球的制備方法，本發(fā)明提供的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操控，且在制備聚丙烯酰胺納米微球時(shí)，對(duì)光源要求低，適合工業(yè)化應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種用于光引發(fā)制備聚丙烯酰胺納米微球的裝置，包括光源、色散棱鏡和多通道微管反應(yīng)器，所述多通道微管反應(yīng)器包括恒溫箱、若干不透明隔板和若干水平管式反應(yīng)器，所述不透明隔板和水平管式反應(yīng)器在恒溫箱內(nèi)間隔排列，不透明隔板將各個(gè)水平管式反應(yīng)器隔開(kāi)，所述水平管式反應(yīng)器的材質(zhì)為透明材料；所述色散棱鏡的光色散面位于多通道微管反應(yīng)器的上方。

優(yōu)選的，所述用于光引發(fā)制備聚丙烯酰胺納米微球的裝置還包括光源控制箱，用于控制光源的開(kāi)關(guān)和光源強(qiáng)度；所述用于光引發(fā)制備聚丙烯酰胺納米微球的裝置還包括光源和棱鏡高度調(diào)節(jié)箱，用于調(diào)節(jié)光源和色散棱鏡的高度。

優(yōu)選的，所述色散棱鏡為色散三棱鏡或色散四棱鏡，所述色散棱鏡的折射率為1.210～1.580。

優(yōu)選的，所述水平管式反應(yīng)器的內(nèi)徑為20～38mm，總長(zhǎng)度為20～80m，所述水平管式反應(yīng)器的水平長(zhǎng)度為50～80cm；所述色散棱鏡的光色散面的長(zhǎng)度為100～300mm。

優(yōu)選的，所述水平管式反應(yīng)器的進(jìn)料口與原料混合釜通過(guò)管路連通，所述管路上設(shè)置有物料泵；所述水平管式反應(yīng)器的出料口設(shè)置有產(chǎn)物收集器。

本發(fā)明還提供了一種聚丙烯酰胺納米微球的制備方法，采用上述技術(shù)方案所述的裝置制備聚丙烯酰胺納米微球，具體包括如下步驟：