降失水劑

降失水劑

降失水劑產品可分為兩大類:顆粒材料和水溶性高分子及有機材料。顆粒材料中,膠乳憑藉其良好的降濾失、防氣竄、增韌等優點成為國內外的研究熱點,其研究進展情況將在下文單獨列出。

化學品簡介


降失水劑
Fluid Loss Additive
降失水劑研究進展
目前,大部分降失水劑產品均為水溶性聚合物及有機材料,這類產品又可分為改性天然產物與合成聚合物。此外,國外對環保型降失水劑也作了許多研究。
1改性天然產物類降失水劑
改性纖維素是水溶性天然產物中應用較多的一類降失水劑。可用作降失水劑的改性纖維素有CMC(羧甲基纖維素)、HEC(羥乙基纖維素)、CMHEC(羧甲基羥乙基纖維素)等。CMC使水泥漿產生絮凝,且緩凝性強,現已不使用。HEC綜合性能尚可,有少量應用。CMHEC在國外使用較多,但國內生產很少,未見應用報道。改性纖維素共同的缺點是水溶性差、粘度高、耐溫性能差、延遲水泥強度發展。通過對纖維素進行化學接枝共聚反應,引入其它功能單體,是改善其性能缺陷的較好方法。
2.聚合物類降失水劑
合成聚合物類降失水劑品種繁多、性能優異,具有一些天然產物無法比擬的特點,因而成為各國研究人員競相開發的重點。
1)非離子型聚合物
PVA(聚乙烯醇)體系是國內應用較廣的一類非離子型降失水劑,具有獨特的優點,典型產品如天津中油渤星公司的G60S。該體系使用溫度可達95℃,高於此溫度后,交聯鍵被破壞,降濾失性能變差。此外,該體系抗鹽(NaCl)性能差,抗鹽通常不超過5%。為了改善PVA體系耐溫、耐鹽性能較差的缺陷,可以採用化學交聯的方法對PVA進行改性,如採用醛類或酸類等縮合劑使PVA的醇基發生縮合反應以得到部分交聯的PVA。化學交聯的PVA單獨使用,不需要硼砂等交聯劑,耐溫可達120℃,抗鹽可達8%,濾失量可以控制在50mL以下。
2)陰離子型聚合物
陰離子型聚合物是國內外研究最為廣泛、產品種類最多的一類降失水劑。其共聚單體包括非離子和陰離子單體兩大類。非離子單體主要包括:AM丙烯醯胺)、nvp(N-乙烯基吡咯烷酮)、NNDMA(N,N-二甲基丙烯醯胺)、St(苯乙烯)、VI(乙烯咪唑)、VFA(乙烯甲醯胺)、VP(乙烯吡啶)、VMAA(N-甲基-N-乙烯基乙醯胺)等。這些單體中,AM易水解,所以在共聚物中含量不可太多;NNDMA引入了不易水解基團,耐高溫性能明顯增強,但這種單體價格昂貴,國內尚處於小試階段。陰離子單體主要包括兩類:一類是磺酸鹽單體,如AMPS(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸)、SS(苯乙烯磺酸鹽)、VS(乙烯磺酸鹽)、PS(丙烯磺酸鹽);另一類是羧酸鹽單體,如AA(丙烯酸)、MAA甲基丙烯酸)、HEA(羥乙基丙烯酸)、IA(衣康酸)等。AMPS耐溫耐鹽能力強,聚合活性高,使用日益廣泛,國內已形成規模化生產。
3 環保型降失水劑
隨著人們對環境保護的日益重視,國外研究人員近年來加大了對環保型降失水劑的研究開發。所謂環保型降失水劑,是指生物降解性能較好的降失水劑產品。目前開發環保型降失水劑的途徑主要有:(1)開發具有降濾失功能的天然產物;(2)對現有天然產物降失水劑進行改性,拓寬其應用範圍;(3)開發在強鹼性環境中穩定,而在中性水介質中降解的降失水劑;(4)用可降解交聯劑交聯低分子量高分子以獲得高分子量降失水劑;(5)對可降解合成高分子進行改性,使其具有降濾失功能;(6)開發與天然產物結構類似,微生物可使其降解的合成高分子降失水劑。