CPCS系列低相对分子质量聚季铵盐黏土防膨剂的研制

摘要

根据以新疆含钾膨润土测定的防膨率,用正交设计实验方法确定了低相对分子质量M的聚季铵盐防膨剂的最佳合成条件:二甲胺、环氧氯丙烷摩尔比1.0∶1.2,pH值约1,反应温度50℃,反应时间5小时。使用不同催化剂、改变胺、环氧氯丙烷摩尔比,合成了二甲胺系列CPCS-Ⅰ(1)^(4)和三甲胺系列CPCS-Ⅱ(1)^(4)并测定了0.2%~2.0%水溶液的防膨率,结果表明同时使用三氟硼乙醚、浓盐酸和甲醇合成、编号(1)的防膨剂性能最好,单独使用三氟硼乙醚合成、编号(2)的次之,CPCS-Ⅱ的防膨性能好于CPCS-Ⅰ。pH约为4时合成的CPCS-Ⅱ(2)的防膨性能最好。CPCS-Ⅰ(1)、(2),CPCS-Ⅱ(1)、(2)与等摩尔比的KC l+NH4C l饱和溶液的各种比例复配物,其2.0和1.6g/L溶液的防膨率均高于90%。在CPCS-Ⅱ(2)溶液中克拉玛依三区某井岩屑的滚动回收率大幅提高。在天然岩心中注入0.5%CPCS-Ⅱ(1)、(2)溶液时,水测渗透率保留率为98.2%和99.6%,而注入0.5%DMDAAC/SO2共聚物溶液时,保留率仅为52.6%和56.7%。CPCS-Ⅱ的M为4200,而该共聚物为5×106~6×106。