一种改性聚丙烯酰胺灌浆材料的制备.docx

化学建材2005年第21卷第5期 45一种改性聚丙烯酰胺灌浆材料的制备宋平安1，张亚峰2，3，邝健政1，31．中科院广州化学研究所中国科学院研究生院，广州510650；2．广东省化学灌浆工程技术研究开发中心；3．中科院广州化灌工程有限公司摘要：利用低分子量的聚丙烯酰胺与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)进行开环反应，从而制得一种改性聚丙烯酰胺。 不仅在聚丙烯酰胺的侧基——酰胺基上引入可聚合的双键，而且还引入强亲水性基团一0H。用FT，IR、1H．NMR 对改性PAM进行了表征，研究了单体GMA的浓度、反应温度、反应时间等因素对该反应的影响。使用水溶性氧化还原体系，并添加其他试剂，制备了一种新型的无毒水溶性聚丙烯酰胺灌浆材料。 关键词：聚丙烯酰胺； 灌浆材料；甲基丙烯酸缩水甘油酯；中图分类号：Tu592 文献标识码：B 文章编号：1004一1672(2005)05·0045—03Prepa髓ti蚰0f M0di6ed PoIyacryl锄ide Gmuting Material，S蚰g Ping-an et aI，，Guangzh帆I吣titute of Chemistry，the Chinese A∞demy of Sci蚰cesAbstract：Modified polyacrylarnjde was prepared by meaIls of ring—opening reactjon of glycidyl methacrylate(GMA)wim10w molecular weight polyacrylaIIlide(LMW—PAM)．By this way，both p01ymerZationable double bond and stmng hydro— philic group—hydrOxyl were inn‘oduced咖to side gmup of polyacIylamide，name】y，carboxamido gmup．T11e modi￡ed PAM was characterized by FT—IR aIld 1H—NMR aIld innuences of concentration of GMA monomer，reaction temperature，reaction time on the reaction were inVestigated，therefore a noVel nontoxic wate卜soluble polyacrylamide grouting material wasprepared by means of water—soluble oxidation—reduction system with an addition of other agents． Key Words： polyacrylamide；grouting material； 91ycidyl methacrylate高分子化学灌浆材料是工程建设中的一项新 机(如铬和锆等金属离子)或者有机交联剂(如甲醛、 技术，它是把由单体或低聚物等组成的浆液灌人工 苯酚和氨基树脂等)来调配成油田堵水剂和调剖剂【61， 程所需的处理的部位，经聚合、交联等化学反应生 但这些交联剂也都有一定的毒性。虽然许多人在聚 成不溶不熔的体形高聚物，使被处理的部位胶结、 丙烯酰胺改性方面做了大量的工作，却没有报道在 增强和加固并形成整体，从而达到防渗、堵漏和加 聚丙烯酰胺的侧基上引入可聚合双键这一工作。本 固的目的【1]。目前常用的防渗堵漏高分子灌浆材料 研究利用甲基丙烯酸缩水甘油酯化学改性聚丙烯酰主要有聚氨酯类灌浆材料、丙烯酰胺灌浆材料、单胺，使其侧基上引入可聚合的双键，在只需要加人宁类灌浆材料、木质素类灌浆材料和中华一798系列水溶性引发体系而不需要加入交联剂的条件下，即 灌浆材料等【2．3]。但是这些灌浆材料大部分都具有一可以形成不溶且富有弹性的水凝胶，从而达到防渗 定的毒性，不仅对人类的健康构成了威胁，而且也堵漏的目的。同时对改性后的聚丙烯酰胺灌浆材料 对自然生态环境造成了污染。所以，研究并开发出 的性能做了初步研究。 无公害、耐久性好、适应工程各种苛刻要求且价格 1实验部分低廉的化学灌浆材料是一个必然趋势【4】。 1．1原料丙烯酰胺(丙凝)灌浆材料，是以丙烯酰胺为 聚丙烯酰胺(PAM)：阴离子型，分子量70万， 主剂的有机高分子化学灌浆材料，它具有优异的 江苏南天絮凝剂有限公司生产；甲基丙烯酸缩水甘 渗透性能、固结性能、防渗性能和凝胶时间可调 油酯(GMA)化学纯，从广州双键贸易有限公司购 等优点[5】。但是丙烯酰胺单体有一定毒性。由于其 买；对苯醌：分析纯，常州新华活性材料研究所生 聚合物没有毒性