一种超支化聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种超支化聚合物，所述超支化聚合物以柠檬酸三甲酯为中心，胺基为端基；所述超支化聚合物的重均分子量M

Hyperbranched polymer and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种超支化聚合物及其制备方法和应用
本专利技术属于石油添加剂
，具体涉及一种超支化聚合物及其制备方法和应用。
技术介绍
原油乳状液的破乳脱水是石油开采、集输、炼制过程中的重要环节，随着我国大部分油田开采进入中后期，为提高采收率(EOR)各种采油助剂的使用，使得油水乳状液的体系更为复杂。因此，油水乳液的破乳研究具有非常重要的意义。化学破乳是通过向乳液中加入一定量的化学药剂从而达到破乳的目的。破乳剂可以分为阳离子型、阴离子型和非离子型。对比离子型破乳剂，非离子型破乳剂因为具有双亲结构而不容易受到电解质的影响。化学破乳剂是化学破乳的关键，传统的破乳剂存在破乳效率不高，破乳剂用量大，破乳时间过长以及水相不清澈等问题，对环境等敏感，容易造成环境污染。超支化聚合物是具有几何和拓朴结构的高度支化的树枝形发散结构，这种结构使得其能在溶液中快速的发散并吸附到油水界面，进而取代界面上原有的活性物质，因此超支化聚合物用于破乳具有非常大的潜力。超支化聚合物是研究得较为成熟的一类超支化聚合物。然而现有的超支化聚合物在用于水包油类乳液破乳时仍然存在破乳效率低、破乳剂用量大或破乳时间较长等问题。现有的超支化聚合物通常以乙二胺为核心，例如中国专利CN105601941B中公开了一种聚酰胺胺类超支化聚合物作为破乳剂的应用，其中超支化聚合物中心为乙二胺，端基为胺基，分子量为6000～12000。其在80mg/L浓度时对柴油为油相的水包油类乳液进行破乳，在60℃下沉降30min时除油率为87％。CN105273201B中公开聚酰胺胺破乳剂是将端基为胺基的聚酰胺胺分子接枝到端基为酯基的聚酰胺胺分子上，其中2.5G加上2.0G接枝得到的两亲性破乳剂用量50mg/L在60℃下沉降60min除油率为92.5％。此外还有其他一些有关聚酰胺胺作破乳剂的专利，但是总的来说，在常温下，破乳剂用量较少时，破乳效率都不太高。LifengZhang等人在期刊Fuel第226期上发表了“Hyperbranchedpoly(amidoamine)demulsifierswithethylenediamine/1,3-propanediamineasaninitiatorforoil-in-wateremulsionswithmicrodroplets”，其中公开了以乙二胺/1,3-丙二胺为核心的超支化聚合物在水包油乳液中的应用，发现以1,3-丙二胺为核的破乳剂具有较高的破乳性能，其在40mg/L浓度时，在60℃下沉降30min时的破乳效率通过紫外测试法测得为92％。虽然以上方法提供的破乳剂均有较好的破乳效率，但是以上方法对于柴油乳液的破乳均需要在较高的温度下才能进行，而且破乳效率仍然有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种超支化聚合物，该超支化聚合物在常温条件下就能对柴油乳液进行破乳，且破乳效率较高；本专利技术第二方面的目的在于，提供一种超支化聚合物的制备方法；本专利技术第三方面的目的在于，提供一种超支化聚合物在破乳中的应用。为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种超支化聚合物，所述超支化聚合物以柠檬酸三甲酯为中心，胺基为端基；所述超支化聚合物的重均分子量Mw为10757，PDI为5.09。本专利技术的技术方案还提供了该超支化聚合物的制备方法，包括如下步骤：S1、将柠檬酸三甲酯溶于溶剂中，向其中加入乙二胺，在常温下反应得到中间体1；S2、向所述中间体1中加入丙烯酸甲酯和乙二胺，在常温下反应后，再通过减压蒸馏除去溶剂，得到中间体2；S3、在减压条件下，将所述中间体2从60～120℃梯度升温反应8～10h，得到反应产物，将所述反应产物经分离和干燥后得到目标产物。本专利技术的技术方案还提供了该超支化聚合物在破乳中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：1、本专利技术提供的超支化聚合物以柠檬酸三甲酯为中心，胺基为端基，其含有大量的亲水基团，能够显著降低油水界面张力，提高破乳效率；2、该超支化聚合物的合成方法简单，反应条件温和，反应安全；3、本专利技术提供的超支化聚合物用于破乳剂，在常温条件下就可实现水包油乳液的高效破乳，在常温下破乳，50mg/L的超支化聚合物对柴油乳液的破乳效率可达到99.7％，该超支化聚合物的用量较少，破乳效率高。附图说明图1是本专利技术提供的超支化聚合物的合成简略图；图2为本专利技术实施例1中制得的超支化聚合物的1HNMR图；图3为本专利技术实施例1中制得的超支化聚合物的红外谱图；图4为柴油乳液中加入不同含量的本专利技术实施例1中制得的超支化聚合物在常温下破乳120min后的破乳效果示意图，该图中从左至右的实验瓶中依次加入0、10、20、30、40、50mg/L(ppm)的实施例1中制得的超支化聚合物。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种超支化聚合物，该超支化聚合物以柠檬酸三甲酯为中心，胺基为端基，其重均分子量Mw为10757，PDI为5.09，其结构示意如下(需要说明的是，超支化结构多变且复杂，如下结构为理论上的分子结构示意)：该超支化聚合物具体制备方法包括如下步骤：(1)将柠檬酸三甲酯溶于溶剂中，向其中加入乙二胺，在常温下反应得到中间体1；(2)向中间体1中加入丙烯酸甲酯和乙二胺，在常温下反应后，再通过减压蒸馏除去溶剂，得到中间体2；(3)在减压条件下，将中间体2从60～120℃梯度升温反应8～10h，得到的反应产物，将反应产物经分离和干燥后得到目标产物。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(1)中柠檬酸三甲酯与乙二胺的摩尔比为1：3。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(1)中所用的溶剂为甲醇。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(1)中柠檬酸三甲酯和乙二胺在常温下搅拌反应20～30h，搅拌速度为250～350r/min。在本专利技术的一些优选实施方式中，丙烯酸甲酯与柠檬酸三甲酯的摩尔比为1：16～20；更优选地，丙烯酸甲酯与柠檬酸三甲酯的摩尔比为1：18。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(1)和步骤(2)中乙二胺的总加入量与丙烯酸甲酯的摩尔比1：0.5～1.5；更优选地，乙二胺的总加入量与丙烯酸甲酯的摩尔比为1：1。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(2)中中间体1、丙烯酸甲酯和乙二胺在常温搅拌反应20～30h，搅拌速度为250～350r/min。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(3)中具体采用如下方法梯度升温：在60℃反应1h，升至80℃反应1h，再升至100℃反应2h，最后升至120℃反应2h。本专利技术中通过梯度升温以保证反应的迭代进行，减少反应过程中副反应的发生机率，提高目标产物的纯度。本专利技术步骤(3)中，将得到的反应产物自然冷却至室温后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超支化聚合物，其特征在于，所述超支化聚合物以柠檬酸三甲酯为中心，胺基为端基；所述超支化聚合物的重均分子量M

【技术特征摘要】
1.一种超支化聚合物，其特征在于，所述超支化聚合物以柠檬酸三甲酯为中心，胺基为端基；所述超支化聚合物的重均分子量Mw为10757，PDI为5.09。


2.一种如权利要求1所述的超支化聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将柠檬酸三甲酯溶于溶剂中，向其中加入乙二胺，在常温下反应得到中间体1；
S2、向所述中间体1中加入丙烯酸甲酯和乙二胺，在常温下反应后，再通过减压蒸馏除去溶剂，得到中间体2；
S3、在减压条件下，将所述中间体2从60～120℃梯度升温反应8～10h，得到反应产物，将所述反应产物经分离和干燥后得到目标产物。


3.根据权利要求2所述的超支化聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中柠檬酸三甲酯与乙二胺的摩尔比为1：3。


4.根据权利要求2所述的超支化聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中柠檬酸三甲酯和乙二胺在常温下搅拌反应20～30h，搅拌速度为250～350r/min。


5.根据权利要求2所述的超支化聚合物的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：米远祝，匡家哲，叶泛，张泽俊，罗跃，袁怀奎，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42