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如何用粒度测量法测定聚丙烯酰胺凝胶的粒度变化
部分水解聚丙烯酰胺在内的水凝胶被广泛应用于油田工业的调剖堵水作业,具有显著的经济实用价值。深入研究该交联体系的反应机理和动力学行为,对于理解和改进这项技术的现场应用有着重要的意义。
采用粒度测量的方法,测定聚合物溶液及凝胶的粒度变化结果发现HPAM溶液的粒度响应为0,而HPAM与CrIII形成凝胶体率的主要由三种颗粒组成:一是平均颗粒粒径为500nm的大颗粒(整体网格),二是平均颗粒径为70nm的中颗粒,及平均颗粒粒径为13nm的小颗粒,实验发现整体网络所占比例较小(约占10%)凝胶颗粒一旦生成,其粒径就不再改变,不存在颗粒逐渐长大的过程。考察交联体系表现粘度与时间的变化关系,发现水解度高的样品与CrIII的反应速度要比水解度低的样品快得多。当HPAM的水解度为2.4%时,凝胶过程的粘度基本上没有变化。当水解度为18.0%时,凝胶开始之前存在一个诱导期,对于水解度为26.0%的样品,体系的粘度开始时就有明显地上升,根据经验,体系的粘度的变化指示交联反应的进行,因此可以认为在室温下CRIII是与COO发生反应。
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