DD207208A5 - NETWORKABLE, WATER-SOLUBLE POLYMER COMPOSITION - Google Patents
NETWORKABLE, WATER-SOLUBLE POLYMER COMPOSITION Download PDFInfo
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- DD207208A5 DD207208A5 DD81248959A DD24895981A DD207208A5 DD 207208 A5 DD207208 A5 DD 207208A5 DD 81248959 A DD81248959 A DD 81248959A DD 24895981 A DD24895981 A DD 24895981A DD 207208 A5 DD207208 A5 DD 207208A5
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine vernetzbare, wasserloesliche Polymerzusammensetzung fuer die Anwendung als Verdickungsmittel von waessriger Saeuren, die in Verfahren der Drucksaeuerung bei der Gewinnung von Erdoel eingesetzt werden. Erfindungsgemaess enthaelt die neue Zusammensetzung eine polymere Verbindung, die im Molekuel mindestens zwei Amidocarbonylgruppen aufweist, und eine Verbindung, die im Molekuel mindestens zwei Formylamidogruppen aufweist, wobei die Amidocarbonylgruppen und die Formylamidogruppen in Gegenwart von Saeure miteinander reagieren unter Ausbildung die Vernetzung bewirkender Brueckenglieder der Formel -NR OBEN x-CH = N- CO-worin R oben x Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen oder -CH unten 2 OH bedeutet. Beispielsweise enthaelt die Zusammensetzung A) ein wasserloesliches Homo- oder Copolymerisat mit 10 % Amidocarbonylgruppen und B) eine Verbindung der Formel I, worin R oben 1 und R oben 2 Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen oder -CH unten 2 OH, n eine Zahl von 1 bis 3 und m eine der Zahlen 0 oder 1 bedeutet.The invention relates to a crosslinkable, water-soluble polymer composition for use as thickeners of aqueous acids, which are used in processes of Drucksaeuerung in the extraction of petroleum. According to the invention, the novel composition comprises a polymeric compound having at least two amidocarbonyl groups in the molecule and a compound having at least two formylamido groups in the molecule, the amidocarbonyl groups and the formylamido groups reacting in the presence of acid to form crosslinking bridging members of the formula NR. Above x-CH = N-CO-wherein R above x is hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbon atoms or -CH 2 OH below. For example, the composition contains A) a water-soluble homo- or copolymer with 10% amidocarbonyl groups and B) a compound of formula I, wherein R above 1 and R above 2 hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbon atoms or -CH down 2 OH, n is a number from 1 to 3 and m is one of the numbers 0 or 1.
Description
248959 5248959 5
..... ν·ςΠ:χτ-.')& 23-2/..... ν · ςΠ: χτ-. ') & 23-2 /
Vernetzbare, wasserlösliche Polymer-Zusammensetzung " Anwendungsgebiet der Erfindung Crosslinkable, water-soluble polymer composition "Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine vernetzbare, wasserlösliche Polymerzusammensetzung sowie ihre Herstellung. Die vernetzten Polymer-Zusammensetzungen haben vor allen Dingen erhebliche Bedeutung bei der Stimulation von Bohrungen in Erdöllagerstätten nach dem Verfahren der Drucksäuerung. Sie können jedoch auch mit Vorteil immer dann eingesetzt werden, wenn es zweckmäßig erscheint, die Viskosität von Säuren zu erhöhen, wie beispielsweise bei verschiedenen Verfahren der Metall-Reinigung,The invention relates to a crosslinkable, water-soluble polymer composition and its preparation. Above all, the crosslinked polymer compositions are of considerable importance in the stimulation of boreholes in oil reservoirs by the process of pressurized acidification. However, they can also be used with advantage whenever it is expedient to increase the viscosity of acids, for example in various methods of metal cleaning,
Bei der Stimulierung von Bohrungen mit dem Ziel, die Ausbeute an Erdöl bzw. Erdgas aus unterirdischen Carbonatformationen zu vergrößern, kann die Technik der sogenannten Drucksäurerung eingesetzt werden. Carbonatformationen sind beispielsweise Kalkstein, Dolomit oder andere Speicher-r Gesteine, welche kalksteinartige Materialien enthaltene In der Hegel wird die Drucksäuerung in der Weise ausgeführt, daß man wäßrige Säuren, die gegebenenfalls zusätzlich sogenannte Stützmittel enthalten können, mit einer solchen Geschwindigkeit und unter so hohem Druck in die Bohrung injiziert, daß der vorhandene Formationsdruck überschritten wird, das Gestein nachgibt und so neue Frakturen in die Formation gesprengt werden. Frakturen sind natürlich oder künstlich erzeugte Risse oder Kanäle in der Gesteinsmatrix«,In the stimulation of holes with the aim to increase the yield of oil or natural gas from subterranean carbonate formations, the technique of so-called pressurized acidification can be used. Carbonate formations are, for example, limestone, dolomite or other storage rocks containing limestone-like materials. In the Hegel, the pressure acidification is carried out by adding aqueous acids, which may optionally contain so-called proppants, at such a rate and pressure injected into the hole that the existing formation pressure is exceeded, the rock gives way and so new fractures are blown into the formation. Fractures are naturally or artificially created cracks or channels in the rock matrix «,
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Bei dieser Technik der Drucksäuerung werden die Oberflächen der Gesteinsfrakturen durch die Säure angeätzt* Da aber diese Oberflächen ein heterogenes Gefüge aufweisen, wird durch die Ätzung die Oberfläche nicht gleichmäßig, sondern örtlich verschieden stark abgetragen«, Sobald der äußere Druck} der durch die Injektion der Säure erzeugt wird, zurückgenommen wird, fallen die Gesteinsfrakturen wieder zusammene Es tritt jedoch wegen der ungleichmäßigen Anatzung der Oberflächen kein vollständiger Yerschluß der Frakturen mehr ein,, Wird die . Säure in Kombination mit einem sogenannten Stützmittel, z. B9 kantengerundeter Quarzsand, injiziert, so werden durch die Einlagerung des Stützmittels zwischen die Oberflächen der Frakturen nach der Wegnahme des externen Druckes auch solche Oberflächenbezirke der Frakturen an der völligen Schließung gehindert, welche von der Säure wenig oder gar nicht angeätzt worden sind* In jedem Fall wird ein Kanal geschaffen, der eine höhere Durchlässigkeit aufweist und es dem Öl oder Gas erlaubt, dem Bohrloch zuzuströmen, wenn der externe Druck zurückgenommen wird. Bei der Drucksäuerung ist es vielfach zweckmäßig, der Säure ein Verdickungs- oder Gelierungsmittel zuzusetzen (vgl, US-PS 3 415 319; 3 4-34 971 i 3 74-9 169 $ 3 236 305 und 3 252 904). Höher viskose Fluids (bei der Sekundär- und Tertiär-Förderung des Erdöls eingesetzte Hilfsflüssigkeitenwerden in der Regel als Fluids bezeichnet) haben verschiedene Eigenschaften, die für das Verfahren der Drucksäuerung von Vorteil sind. So ist beispielsweise das Volumen und die lichte Weite einer Fraktur proportional der Viskosität des zu ihrer Erzeugung eingesetzten Fluids, Durch Erhöhung der Viskosität der Säure lassen sich somit beim Verfahren der Drucksäuerung ebenfallsIn this technique, the Drucksäuerung the surfaces of the rock fractures are etched by the acid * However, since these surfaces have a heterogeneous structure, the surface is by etching not uniform but locally different degrees removed "Once the external pressure} by the injection of the acid is generated, is withdrawn, the rock fractures fall back together e However, it occurs because of the uneven surfaces of Anatzung no complete Yerschluß of fractures more a ,, If the. Acid in combination with a so-called proppant, eg. B 9 edge-rounded quartz sand, injected, the inclusion of the proppant between the surfaces of the fractures after removal of the external pressure also prevents such surface areas of the fractures from closing completely, which have been little or no etched by the acid * In each Case, a channel is created which has a higher permeability and allows the oil or gas to flow to the wellbore when the external pressure is withdrawn. In the Drucksäuerung it is often expedient, the acid a thickening or gelling agent be added (see, U.S. Patent No. 3,415,319; 3 4-34971 i 3 74-9 1 6 9 $ 3 236 305 and 3,252,904). Higher viscosity fluids (auxiliary fluids used in secondary and tertiary production of petroleum are commonly referred to as fluids) have various properties that are beneficial to the process of pressure acidification. Thus, for example, the volume and the inside width of a fracture are proportional to the viscosity of the fluid used to produce them. Thus, by increasing the viscosity of the acid, it is likewise possible to use the method of pressurized acidification
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größere Frakturvolumina und größere lichte Weiten der Fraktur hervorrufen. Außerdem ist in höher viskosen Säuren die Ätz-Geschwindigkeit der Oberflächen verringert, und es wird der Säure ermöglicht, tief in die entstandenen Frakturen einzudringen. Darüber hinaus zeigen höher viskose Säuren ein besseres Transport-Verhalten für gegebenenfalls mitverwendete Stützmittel, was zu einer Verbesserung der Ablagerung des Stützmediums in den geöffneten Frakturen führt»cause larger fracture volumes and larger clear widths of the fracture. In addition, in higher viscosity acids, the etch rate of the surfaces is reduced and the acid is allowed to penetrate deep into the fractures formed. In addition, higher-viscosity acids show a better transport behavior for optionally used proppants, which leads to an improvement in the deposition of the support medium in the open fractures »
Normalerweise enthalten höher viskose Fluids Homo- oder Copolymere als Viskositätserhöhende Mittel, Insbesondere werden in Fluids für die Drucksäuerung als viskositätserhöhende Mittel Copolymerisate verwendet, welche Amidocarbonylgruppen enthalten, wie z. B. Polyacrylamid. Die Polymer-Konzentration in den Fluids liegt in der Eegel unterhalb 1,0 Gewichts-%. Um die Wirksamkeit der Verdickung von Fluids zu erhöhen, ist es aus der DE-OS 2 657 443 bekannt, Copolymere von Acrylamid durch Zusatz von Aldehyden, wie Formaldehyd, Acetaldehyd oder Glyoxal zu vernetzen» Die Vernetzungsreaktion tritt im alkalischen Bereich bei Normaltemperatur, im sauren Bereich dagegen erst bei Temperaturen von 40 bis 80 0C ein. Die Reaktionszeit der Vernetzung kann dabei bis zu 45 Minuten betragen, so daß dieses Verdickungssystem für die praktische Anwendung, zumindest bei dem Verfahren der Drucksäuerung, nicht geeignet ist.Typically, higher viscosity fluids contain homo- or copolymers as viscosity-increasing agents. More particularly, in fluids for pressure acidification, viscosity-increasing agents are used which contain amido-carbonyl groups, e.g. B. polyacrylamide. The polymer concentration in the fluids is below 1.0% by weight in the rule. In order to increase the effectiveness of the thickening of fluids, it is known from DE-OS 2,657,443 to crosslink copolymers of acrylamide by addition of aldehydes, such as formaldehyde, acetaldehyde or glyoxal »The crosslinking reaction occurs in the alkaline range at normal temperature, acidic Range, however, only at temperatures of 40 to 80 0 C on. The reaction time of the crosslinking can be up to 45 minutes, so that this thickening system is not suitable for practical use, at least in the process of pressurized acidification.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung neuer, vernetzbarer, wasserlöslicher Polymerzusammensetzungen, die nach derThe aim of the invention is to provide novel, crosslinkable, water-soluble polymer compositions which are according to the
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Vernetzung -für. die Stimulation von Bohrungen nach dem Verfahren der Drucksäuerung zum Zwecke der Erhöhung der Förderrate aus Erdöllagerstätten, verwendet werden können»Networking -for. the stimulation of boreholes can be used in accordance with the process of pressurized acidification for the purpose of increasing the production rate from oil reservoirs »
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe sugrunde, neue Hilfsmittel zur Verminderung der inneren Reibung der bei aer sogenannten Sertiärförderung eingesetzten sauren Fluids bereitzustellen»The object of the invention is to provide new aids for reducing the internal friction of the acidic fluids used in aerated so-called sertiärförderung »
Erfindungsgemäß werden makromolekulare Zusammensetzungen zur Verfügung gestellt, die durch neue Brückenglieder der Formel -M^-CH=N-OO- vernetzt sind. Das neue Brückenglied wird erhalten dusch die Reaktion eines Makromoleküls, vorzugsweise eines Polymers? das mindestens zwei Aicinocarbonylgruppen enthält, mit einer Verbindung, die mindestens zwei Formylamido-Gruppen enthält, in stark saurem wäßrigem Medium. Die Bildung des neuen Brückengliedes erfolgt gemäß folgender Reaktionsgleichung5According to the invention macromolecular compositions are provided which are crosslinked by new bridge members of the formula -M ^ -CH = N-OO-. The new bridge member is dush the reaction of a macromolecule, preferably a polymer ? containing at least two Aicinocarbonylgruppen, with a compound containing at least two formylamido groups, in a strongly acidic aqueous medium. The formation of the new bridge member is carried out according to the following reaction equation5
H Θ -> r-.krx — OH=N-GO-R' + H2O H Θ -> r-.kr x - OH = N-GO-R '+ H 2 O
Brfindungsgemäße Zusammensetzungen^ welche makromolekulare Verbindungen enthaltens die mindestens zwei Amidocarbonylgruppen aufweisen und ferner eine Verbindung, die mindestensBrfindungsgemäße ^ compositions which macromolecular compounds include s at least two have amidocarbonyl and further, a compound containing at least
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zwei Formylaminogruppen enthält, können als Verdickungs- oder Gelierungsmittel für wäßrige Säuren eingesetzt werden, wobei durch die wäßrige Säure zwischen den Bestandteilen der Zusammensetzung die oben angegebene Vernetzungsreaktion unter Ausbildung des neuen Brückengliedes erfolgt. Säuren, die auf diese Weise verdickt oder geliert wurden, finden eine bedeutende Anwendung bei der Gewinnung von-Erdöl und Erdgas aus unterirdischen Formationen,contains two formylamino groups can be used as a thickening or gelling agent for aqueous acids, wherein the above-mentioned crosslinking reaction takes place by forming the new bridge member by the aqueous acid between the components of the composition. Acids thickened or gelled in this way find significant application in the extraction of petroleum and natural gas from subterranean formations.
Die vorliegende Erfindung betrifft neue vernetzbare, wasserlösliche Polymer-Zusammensetzungen, in denen die Vernetzung durch Brückenglieder der Formel -KRx-0HsN-00- bewirkt wird, worin Rx Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder -OHpOH bedeutet. Diese unvernetzten Zusammensetzungen enthalten eine makromolekulare Verbindung, die mindestens zwei Amidocarbonylgruppen aufweist, und eine andere Verbindung, welche mindestens zwei Formylamidogruppen enthält. Die erfindungsgemäßen unvernetzten Zusammensetzungen vernetzen im saure] Brücken,The present invention relates to novel crosslinkable, water-soluble polymer compositions in which crosslinking is effected by bridge members of the formula -KR x -OHsN-O-, where R x is hydrogen, alkyl of 1 to 4 carbon atoms or -OHpOH. These uncrosslinked compositions contain a macromolecular compound having at least two amido carbonyl groups and another compound containing at least two formylamido groups. The uncrosslinked compositions according to the invention crosslink in acidic bridges,
im sauren wäßrigen Medium unter Bildung der -NR^-GH=N-CO-in an acidic aqueous medium to give -NR 1 -GH = N-CO-
Die vernetzten Polymer-Zusammensetzungen haben für das Verfahren der Drucksäuerung den weiteren Vorteil, daß sie im sauren Medium auch bei längerer Einwirkung nicht zur Abscheidung von unlöslichen Niederschlägen neigen, wie dies bei herkömmlichen Verdickungsmitteln der Fall ist, Niederschläge und Ausfällungen, wie sie bei der Verwendung bekannter Verdicker auftreten können, haben die Tendenz, die unterirdischen Formationen zu verstopfen und abzudichten, und sie gefährden so ernsthaft den Erfolg der Stimulation der Bohrung,The crosslinked polymer compositions have the further advantage for the process of pressure acidification that they do not tend to precipitate insoluble precipitates in acidic medium, even with prolonged exposure, as is the case with conventional thickeners, precipitates and precipitates, as in use known thickeners have a tendency to clog and seal the subterranean formations, and thus seriously jeopardize the success of drilling stimulation,
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ja sie können zum völligen Versiegen der Förderung führen« Beim chemischen Abbau der erfindungsgemäßen Polymer-Zusammensetzungen entstehen Polymerketten, welche Aminogruppen enthalten und daher in dem sauren Medium vollständig und rückstandsfrei löslichyes, they can lead to complete drying up of the production. "The chemical degradation of the polymer compositions according to the invention gives rise to polymer chains which contain amino groups and therefore become completely soluble in the acidic medium without residue
Die erfindungsgemäßen vernetzbaren Polymer-Zusammensetzungen enthaltenThe crosslinkable polymer compositions according to the invention contain
Δ. ein -wasserlösliches Homo- oder Oopolymerisat, das Amidocarbonylgruppen aufweist undΔ. a water-soluble homo- or oligomer having amidocarbonyl groups and
B. a) eine bis-Acylamidoverbindung der Formel IB. a) a bis-Acylamidoverbindung of formula I.
0 00 0
H-C-N-CnH2n-C OCnH2nVN-C-H (I),HCNC n H 2n -C OC n H 2n VN-CH (I),
b I2 b I 2
R1 und R2 Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder -CH2OH,R 1 and R 2 are hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbon atoms or -CH 2 OH,
η eine Zahl von 1 bis 3 undη is a number from 1 to 3 and
in 0 oder 1 bedeuten und/oder'in 0 or 1 and / or '
B, b) ein wasserlösliches Homo- oder Copolymerisatj welches Formylamidogruppen der FormelB, b) a water-soluble homo- or Copolymerj which formylamido groups of the formula
N E9N E 9
aufweist,having,
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worin E^ für Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder -OHpOH steht* Die erfindungsgemäße vernetzbare Polymer-Zusaiamensetzung kann einen oder verschiedene der Bestandteile A) und/oder B) aufweisen.wherein E ^ is hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbon atoms or -OHpOH * The crosslinkable polymer composition according to the invention may comprise one or more of the components A) and / or B).
Die Bestandteile A) und B) sind in den erfindungsgemäßen vernetzbaren Zusammensetzungen in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 0,2 bis 1 : 20, vorzugsweise von 1 : 0,2 bis 1 : 1, enthalten.Ingredients A) and B) are present in the crosslinkable compositions of the invention in a weight ratio of from 1: 0.2 to 1:20, preferably from 1: 0.2 to 1: 1.
Grundsätzlich kann das Homo- oder Oopolymerisat des Bestandteils A) vor der Vernetzung jedes beliebige Makromolekül sein, vorzugsweise jedes beliebige Polymer, welches in Wasser eine ausreichende Löslichkeit besitzt und in seinem Makromolekül so viele Amidocarbonylgruppen (mindestens 2) aufweist, daß eine Vernetzung über das neue Brückenglied der Formel -HH3^-OH=N-CO- eintreten kann. Je nachdem, welches Ver-* netzungsmittel (Bestandteil b) in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegt, hat das Symbol Ex des BrückengliedesIn principle, the homopolymer or copolymer of component A) prior to crosslinking may be any macromolecule, preferably any polymer which has sufficient solubility in water and has in its macromolecule so many amidocarbonyl groups (at least 2) that crosslinking via the new one Bridge member of the formula -HH 3 ^ -OH = N-CO- can occur. Depending on which crosslinking agent (component b) is present in the composition according to the invention, the symbol E x of the bridge member
Ί 2 Q die Bedeutungen von R , R oder R^. Die Wasserlöslichkeit des Bestandteils A) sollte nicht niedriger als 10 g/l sein, und der Gehalt an Amidocarbonylgruppen sollte mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 15 %» bezogen auf das Gewicht des Makromoleküls, betragen.Ί 2 Q are the meanings of R, R or R ^. The water solubility of ingredient A) should not be lower than 10 g / l, and the content of amidocarbonyl groups should be at least 10 %, preferably at least 15%, based on the weight of the macromolecule.
Besonders geeignet als Oomponente A) der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind Homo- oder Copolymere, die vor der Vernetzung 50 bis 100 Gew.-% von Einheiten der Formel IIParticularly suitable as component A) of the compositions according to the invention are homopolymers or copolymers which, before crosslinking, contain 50 to 100% by weight of units of the formula II
t -CH2-O- (II), t is -CH 2 -O- (II),
959959
62 112 11 15.3.8362 112 11 15.3.83
ILIL
worin R für Wasserstoff oder Methyl steht, und 0 bis 50 G-ew*~% Einheiten der Formel IIIwherein R is hydrogen or methyl, and 0 to 50 G-ew * ~% units of the formula III
>-C~ (III)> -C ~ (III)
enthalten, worincontain, in which
R-* für Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise für Wasserstoff und Methyl, steht und Y Formalamido; N-substituiertes Formylamido, wobei der N-Substituent Methyl oder Hydroxymethyl ist; Cyan; Carboxyl oder dessen Alkali- oder Ammoniumsalζ; Alkoxycarbonyl mit 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 3 Kohlenstoffatomen; Hydroxy-Alkoxycarbonyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen; N-Methyiolamidocarbonyl der Formel HOCH2M-CO-, dessen Methylolgruppe gegebenenfalls mit Alkanolen von 1 bis 4· Kohlenstoffatomen veräthert istj Alkanoylamino mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, das gegebenenfalls durch Methylol oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen N-substituiert sein kann; Pyrrolidonyl-(1); Phenyl; Pyridinium; die SuIfonsäuregruppe; SuIfoalkylamidocarbonyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen; die Phosphonsäuregruppe, wobei die Sulfonsäure- und Phosphonsäuregruppen auch in Form ihrer Alkali- oder Ammoniumsalze vorliegen können; ein Rest der Formel IYR- * is hydrogen or alkyl of 1 to 3 carbon atoms, preferably hydrogen and methyl, and Y is formamido; N-substituted formylamido, wherein the N-substituent is methyl or hydroxymethyl; cyano; Carboxyl or its alkali or ammonium salt; Alkoxycarbonyl having 1 to 6, preferably 1 to 3, carbon atoms; Hydroxyalkoxycarbonyl of 1 to 3 carbon atoms; N-methylolamidocarbonyl of the formula HOCH 2 M-CO-, the methylol group of which is optionally etherified with alkanols of 1 to 4 carbon atoms; alkanoylamino of 1 to 4 carbon atoms which may optionally be N-substituted by methylol or alkyl of 1 to 4 carbon atoms; Pyrrolidonyl (1); phenyl; pyridinium; the sulfonic acid group; Sulfoalkylamidocarbonyl of 1 to 4 carbon atoms; the phosphonic acid group, wherein the sulfonic acid and phosphonic acid groups may also be present in the form of their alkali metal or ammonium salts; a radical of the formula IY
^R" ein Rest der Formel V^ R "is a radical of the formula V
248959 5 -9-248959 5 -9-
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wobei die Reste der Formeln IV und V auch quaterniert sein können, ze B* durch Umsetzung mit CH0-Cl oder Diine thylsul-where the radicals of the formulas IV and V can also be quaternized, z e B * by reaction with CH 0 -Cl or dimethylsulfonyl
n ο J n o J
fat, und wobei S' und E gleich oder verschieden sind und für Alkyl mit 1 bis 4, vorzugsweise 1 oder 2, Kohlenstoffatomen stehen und worin ρ eine Zahl von 1 bis 4 bedeutet.fat, and wherein S 'and E are the same or different and are alkyl having 1 to 4, preferably 1 or 2, carbon atoms and wherein ρ is a number from 1 to 4.
Bevorzugt sind als Komponente A) solche Homo- oder Copolymeren, die vor ihrer Vernetzung 60 bis 85 Gew.~% Einheiten der Formel II und 15 bis 40 Gew.-% Einheiten der Formel III enthalten.Preference is given as component A) to those homo- or copolymers which before crosslinking contain 60 to 85% by weight of units of the formula II and 15 to 40% by weight of units of the formula III.
Außerdem sind bevorzugt für die Komponente A) solche Homo- oder Copolymere einzusetzen, in denen Ir Wasserstoff oder Methyl bedeutet und/oder in denen Y Carbonyl; die SuIfonsäuregruppe; 3-Sulfo-2-methyl-propyl-(2)-amidocarbonyl der Formel 13In addition, preference is given to using for the component A) those homopolymers or copolymers in which Ir is hydrogen or methyl and / or in which Y is carbonyl; the sulfonic acid group; 3-sulfo-2-methyl-propyl- (2) -amidocarbonyl of formula 13
Alkanoylamino mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, das gegebenenfalls durch Methylol oder Alkyl 1 bis 4 Kohlenstoffatomen N-substituiert sein kann; Pyrrolidonyl-(i) oder ein Rest der oben angegebenen und definierten Formeln IV oder V bedeuten, wobei alle Säuregruppen auch in Form der Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze vorliegen können«Alkanoylamino of 1 to 4 carbon atoms which may be optionally N-substituted by methylol or alkyl of 1 to 4 carbon atoms; Pyrrolidonyl- (i) or a radical of the above-defined and defined formulas IV or V, where all acid groups can also be present in the form of sodium, potassium or ammonium salts «
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Von den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, die als Komponente B) eine bis-Acylamido-Verbindung der .Formel I enthalten, sind diejenigen bevorzugt, bei denen E^ und H Wasserstoff oder Methylol und η die Zahl 1 bedeuten«Of the compositions according to the invention which comprise a bis-acylamido compound of the formula I as component B), preference is given to those in which E 1 and H 4 signify hydrogen or methylol and η is the number 1
Als Homo- oder Oopolymerisat für die Komponente B) der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kann jedwedes Polymer eingesetzt werden, das eine ausreichende Löslichkeit in Wasser aufweist, d« h., dessen Löslichkeit nicht weniger als 10 g/l betragen soll, 'As a homo- or copolymer for component B) of the compositions according to the invention, it is possible to use any polymer which has sufficient solubility in water, that is to say whose solubility should not be less than 10 g / l.
Das als Komponente B) eingesetzte Oopolymerisat kann neben den obligatorischen Formylamidogruppen auch einen Anteil von Amidocarbonylgruppen enthalten, der gegebenenfalls ausreicht, um stabile vernetzte Polymere der neuen chemischen Struktur zu liefern. Mit anderen Worten ist es möglich, daß sowohl die Komponente A) als auch die Komponente B) der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen jede die zur Vernetzung erforderlichen Mengen von Amidocarbonyl und Formylamidogruppen aufweisen. Daraus folgt, daß in diesem Falle die Komponente A) und die Komponente B) gleich sein können und als selbstvernetzbare Copolymerisate dieser speziellen Klasse sind Gegenstand unserer gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung für "Wasserlösliche selbstvernetzbare Copolymere".In addition to the obligatory formylamido groups, the oligomer used as component B) may also contain a proportion of amidocarbonyl groups which may be sufficient to provide stable crosslinked polymers of the novel chemical structure. In other words, it is possible that both component A) and component B) of the compositions according to the invention each have the amounts of amidocarbonyl and formylamido groups required for crosslinking. It follows that in this case the component A) and the component B) may be the same and as self-crosslinkable copolymers of this special class are the subject of our co-filed patent application for "water-soluble self-crosslinkable copolymers".
Der Gegenstand dieser Parallel-Anmeldung ist als ein Spezialfall der vorliegenden Erfindung anzusehen und insofern.auch Teil des Gegenstandes der vorliegenden Patentanmeldung*The subject matter of this co-pending application is to be regarded as a special case of the present invention and to that extent also part of the subject matter of the present patent application *
24 8 95 9 5 -11 - .. 6224 8 95 9 5 - 11 - .. 62
15-.3.83 15-.3.83
Die Komponente B) der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen muß einen ausreichenden Anteil von Formylamidogruppen enthalten, um die erfindungsgemäßen vernetzenden Brückenglieder zu bilden. Ein ausreichender Anteil von Formylazidogruppen sollte nicht geringer sein als 1 g Mol Formylamido-Gruppen, entsprechend z„ B, 71 g N-Vinylformamid pro 500 g des Polymerisats.Component B) of the compositions according to the invention must contain a sufficient proportion of formylamido groups in order to form the crosslinking bridge members according to the invention. A sufficient proportion of formyl azido groups should not be less than 1 g mole formylamido groups, corresponding to z, B, 71 g of N-vinylformamide per 500 g of the polymer.
Als Komponente B) der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind solche Homo- oder Copolymerisate besonders geeignet, die vor der Vernetzung aus 50 bis 100 Gew.-% Einheiten der Formel VIAs component B) of the compositions according to the invention are those homopolymers or copolymers are particularly suitable, prior to crosslinking from 50 to 100 wt .-% units of the formula VI
-GH0-CH--GH 0 -CH-
I- of °I of °
worin r" für Wasserstoff, Methyl oder Hydrosymethyl, vorzugsweise für Wasserstoff und Methyl steht, und 0 bis 50 Gew.-% Einheiten der Formelwherein r "is hydrogen, methyl or hydrosymethyl, preferably hydrogen and methyl, and 0 to 50 wt .-% units of the formula
-CH2-C- (VII)-CH 2 -C- (VII)
bestehen, wobeiexist, where
R für Wasserstoff oder Methyl steht und X Cyan; Carbonyl oder dessen Alkali- oder Ammoniumsalze; Alkoxycarbonyl mit 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 3, Kohlen-R is hydrogen or methyl and X is cyano; Carbonyl or its alkali or ammonium salts; Alkoxycarbonyl having 1 to 6, preferably 1 to 3, carbon atoms
248959 5248959 5
- 12 - 62 112 11- 12 - 62 112 11
15.3.8315/3/83
stoffatomenj Hydro:xy-alkoxycarbonyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen! Amidocarbonyl; N-Methylolamidocarbonyl der Formel HOCHpM-CO-, dessen Methylolgruppe gegebenenfalls mit Alkanolen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen veräthert sein kann; Alkanoylamino mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, das dusch Methylol oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen N-substituiert sein kannj Pyrrolidonyl-(I); Phenyl; Pyridinium; die SuIfonsäuregruppe; Sulfoalkylamidocarbonyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen; die Phosphonsäuregruppe9 wobei SuIfon- und Phosphonsäuregruppen auch in Form ihrer Alkali- oder Ammonium-Salze vorliegen können; ein Rest der Formel VIIIAtomsatomic Hydro: xyalkoxycarbonyl having 1 to 3 carbon atoms! amidocarbonyl; N-Methylolamidocarbonyl of the formula HOCHpM-CO-, whose methylol group may optionally be etherified with alkanols having 1 to 4 carbon atoms; Alkanoylamino of 1 to 4 carbon atoms, which may be N-substituted by methylol or alkyl of 1 to 4 carbon atoms; pyrrolidonyl (I); phenyl; pyridinium; the sulfonic acid group; Sulfoalkylamidocarbonyl having 1 to 4 carbon atoms; the phosphonic acid group 9 wherein sulfonic and phosphonic acid groups may also be present in the form of their alkali metal or ammonium salts; a radical of formula VIII
-COOOH2CH2-O-P-R id (VIII),-COOOH 2 CH 2 -OPR id (VIII),
R^R ^
12 1 *3 worin R oder R-* gleich oder verschieden sind und für Alkyl mit 1 bis 4, vorzugsweise 1 oder 2 Kohlenstoffatome stehen, einen Rest der Formel IXIn which R or R- * are identical or different and are alkyl having 1 to 4, preferably 1 or 2, carbon atoms, a radical of the formula IX
12 1 ^ worin R und R J die oben angegebenen Bedeutungen haben und ρ für eine Zahl von 1 bis 4 steht, oder einen Rest der Formel x 14 12 1 ^ wherein R and R J have the meanings given above and ρ is a number from 1 to 4, or a radical of formula x 14
8 9 5 9 5 -13 - S2 8 9 5 9 5 -13 - S 2
15.3*8315.3 * 83
worin ^^ΐΐ^'·;Β^;:.β1-βϊΛ;'οοθΓ verschieden sind und für Alkyl mit 1 Ms 4-, vorzugsweise 1 oder 2, Kohlenstoffatomen stehen oder die beispielsweise durch OHoGl oder Dimethylsulfat quaternierten Reste der Formeln IX und X und ρ die oben angegebene Bedeutung hat· .in which ^^ ΐΐ ^ '·; Β ^ ; : .beta.-βϊΛ; 'οoΓΓ are different and are alkyl of 1 Ms 4-, preferably 1 or 2, carbon atoms or the quaternized example of OHoGl or dimethyl sulfate radicals of the formulas IX and X and ρ has the meaning given above.
Bevorzugt als Komponente B) sind solche Homo- oder Copolymerisate, die vor der Vernetzung 60 bis 95 Gew,-% von Einheiten der Formel VI und 5 bis 40 Gew„-% von Einheiten der Formel VII enthalten«Preferred as component B) are those homopolymers or copolymers which before crosslinking contain 60 to 95% by weight of units of the formula VI and 5 to 40% by weight of units of the formula VII "
Ferner werden vorzugsweise solche Homo- oder Copolymerisate als Komponente B) in erfindungsgemäße Zusammensetzungen eingesetzt, in denen X Carboxyl; die SuIfonsäuregruppe; 3-Sulfo-2-methylpropyl-(2)-amidocarbonyl der FormelFurthermore, such homopolymers or copolymers are preferably used as component B) in compositions according to the invention in which X is carboxyl; the sulfonic acid group; 3-sulfo-2-methylpropyl (2) -amidocarbonyl of the formula
-COKH-C-CH2-SO3H CH3 -COKH-C-CH 2 -SO 3 H CH 3
Alkanoylamino mit 1 bis 4· Kohlenstoffatomen, das gegebenen falls durch Methylol oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffato men N-substituiert sein kann; Pyrrolidonyl-(1) oder einen Rest der oben angegebenen und definierten Formeln IX und X bedeutet, wobei jede Säuregruppe auch als Natrium, Kalium oder Ammoniumsalze vorliegen kann«Alkanoylamino having 1 to 4 carbon atoms, which may optionally be N-substituted by methylol or alkyl of 1 to 4 carbon atoms; Pyrrolidonyl- (1) or a radical of the formulas IX and X given above and defined, where each acid group can also be present as sodium, potassium or ammonium salts. «
Vorzugsweise werden als Komponente A) und B) solche Copolymere eingesetzt, die vor der Vernetzung K-Werte von 15 bis 300 aufweisen (vgl. Fikentscher "Cellulosechemie" Bd, 13, s. 58 (1932) ).Preferably used as component A) and B) are copolymers which, prior to crosslinking, have K values of from 15 to 300 (see Fikentscher "Cellulose Chemistry" Bd, 13, page 58 (1932)).
959 5 -κ.- 6 959 5 -κ.- 6
·15·3*83· 15 · 3 * 83
Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäß eingesetzten Copolymere mehrere verschiedene im Rahmen der Definitionen von X und Y möglichen Reste enthalten können. In der Regel haben die Symbole X und Y, wenn sie in ein und demselben Makromolekül enthalten sind, nicht mehr als 3» vorzugsweise 2, verschiedene Bedeutungen« Copolymere dieser •Art werden hergestellt, indem man mehrere, in der Regel nicht mehr als 3» vorzugsweise 2, verschiedene Comonomere, die unterschiedliche Reste X bzw. Y enthalten, bei der Polymerisation einsetzt.It goes without saying that the copolymers used according to the invention may contain several different radicals which are possible within the definitions of X and Y. In general, the symbols X and Y, if they are contained in one and the same macromolecule, have not more than 3 "preferably 2, different meanings" copolymers of this type are • prepared by adding several, usually not more than 3. preferably 2, various comonomers containing different X or Y radicals used in the polymerization.
Die erfindungsgemäßen Homo- oder Copolymer-Zusammensetzungen sind vor der Vernetzung in Wasser glatt löslich und liefern Lösungen von mittlerer Viskosität. Diese Lösungen sind leicht zu handhaben, und sie behalten diese Eigenschaft auch bei, solange sie nicht durch Zusatz von Säuren sauer gestellt, insbesondere auf einen pH-Wert von 3 oder darunter, eingestellt werden. Im Gegensatz zu bekannten Kombinationen aus Polymeren und Aldehyden sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in Abwesenheit von Säuren für unbegrenzte Zeit lagerfähig. Werden den wäßrigen Lösungen erfindungsgemäßer Zusammensetzungen Säuren zugefügt, so setzt die Vernetzungsreaktion zwischen den Amidocarbony!gruppen der Komponente A) und den iOrmylamidogruppen der Komponente B) unter Ausbildung der charakteristischen Brückenglieder der Formel -M2^-CH=N-OO- ein. Die polymeren Ketten vernetzen dadurch zu dem neuen dreidimensionalen Polymeren-Netzwerk, und es erfolgt sprunghaft ein drastischer Anstieg der Viskosität der wäßrigen Lösungen, Aus diesem Grunde können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen benutzt werden, um die Viskosität von Säuren zu erhöhen. Je nach der Menge derThe homo- or copolymer compositions of this invention are readily soluble in water prior to crosslinking and provide medium viscosity solutions. These solutions are easy to handle and they retain this property as long as they are not acidified by addition of acids, in particular to a pH of 3 or below. In contrast to known combinations of polymers and aldehydes, the compositions according to the invention are storable for an unlimited time in the absence of acids. If acids are added to the aqueous solutions of compositions according to the invention, the crosslinking reaction between the amidocarbonyl groups of component A) and the i-amylamido groups of component B) begins with the formation of the characteristic bridge members of the formula -M 2 ^ -CH = N-OO-. The polymeric chains thereby crosslink to the new three-dimensional polymer network, and there is an abrupt increase in the viscosity of the aqueous solutions. For this reason, the compositions according to the invention can be used to increase the viscosity of acids. Depending on the amount of
59 559 5
62 112 1162 112 11
erfindungsgemäßen Zusammensetzung, die einer bestimmten Säureinenge zugefügt wird, läßt sich die Viskosität innerhalb eines weiten Bereiches variieren. Die untere Grenze dieses Bereichs ist die Viskosität der reinen Säure, die frei ist von Copolymeren. Auf der anderen Seite können durch einen ausreichenden Zusatz an erfindungsgemäßer Zusammensetzung Gele des erfindungsgemäßen vernetzten Polymers erhalten werden, die nicht mehr frei fließen, sondern völlig fo rmstabil sind. Zwischen diesen Extremen kann jede beliebige Viskosität eingestellt werden durch einfache Variation des Anteils an erfindungsgemäßer Polymerzusammensetzung in der Säure.The composition of the invention, which is added to a certain amount of acid, the viscosity can be varied within a wide range. The lower limit of this range is the viscosity of the pure acid which is free of copolymers. On the other hand, gels of the crosslinked polymer according to the invention can be obtained by a sufficient addition of composition according to the invention, which no longer flow freely, but are completely rigid in temperature. Any viscosity can be adjusted between these extremes by simply varying the proportion of the polymer composition according to the invention in the acid.
Bei der Anwendung zur Drucksäuerung beträgt die Konzentration des Acrylamido-Homo- oder Copolymerisate (Komponente A) je nach Polymer-Eigenschaften, Behandlungsbedingungen der Bohrung und der Lagerstätten-Beschaffenheit normalerweise 0,24- bis 0,72 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Spaltungs- oder Behandlungsfluids. Die Vernetssersubstanz (Komponente B) hat in der Regel eine Konzentration von 0,05 bis 1 Gew,-%, vorzugsweise 0,25 bis 0,6 Gew.-%, des Spaltungs- bzw. Behandlungsfluids. Das Acrylamido-Homo- oder Oopolymerisat wird der wäßrigen Phase entweder als feines Pulver, als Dispersion in Kohlenwasserstoffen, vorzugsweise mit einem Gehalt von 20 bis 50 Gew.-% der Komponente Δ) oder als eine öl-in-Wasser oder Wasser-in-öl-Emulsion, die normalerweise 20 bis 50 Gew.-% der Komponente A) enthält, zugesetzt. Das bevorzugte System ist eine Emulsion mit dem höchstmöglichen Gehalt an Komponente A), der normalerweise bei 25 bis 75 Gew.*% liegt. Geeignete öle für die Herstellung solcher Wasser-in-Öl-Emulsionen sind beispielsweiseIn the case of pressure acidification, the concentration of the acrylamido homo- or copolymers (component A) is normally from 0.24 to 0.72% by weight, based on the polymer properties, hole treatment conditions and deposit nature Total weight of the cleavage or treatment fluid. The crosslinker substance (component B) generally has a concentration of 0.05 to 1% by weight, preferably 0.25 to 0.6% by weight, of the cleavage or treatment fluid. The acrylamido homo- or Oopolymerisat is weight of the aqueous phase, either as a fine powder, as a dispersion in hydrocarbons, preferably having a content of 20 to 50 -.% Of component Δ) or as an oil-in-water or water-in- oil emulsion, which normally contains from 20 to 50% by weight of component A). The preferred system is an emulsion having the highest possible content of component A), which is normally from 25 to 75% by weight. Suitable oils for the preparation of such water-in-oil emulsions are, for example
248 9 59 5248 9 59 5
e2 n2 e 2 n 2
verzweigte oder unverzweigte Paraffin-Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von 150 bis 250 0G6 branched or unbranched paraffin hydrocarbons having a boiling point of 150 to 250 0 G 6
Die Vernetzersubstanz (Komponente B) wird normalerweise in Form einer wäßrigen Lösung mit bis zu 50 Gew«-% der Vernetzungssubstanz, als feines Pulver, als eine Kohlenwasserstoff-Dispersion mit 20 bis 50 Gew.-% der Vernetzersubstanz, oder als Wasser-in-öl oder ül-in-Wasser-Stnulsion mit 20 bis 50 Gew,-% der Vernetzersubstans eingesetzt*, Bevorzugt erfolgt der Einsatz als wäßrige Lösung mit ca, 50 Gewe-% Vernetzersubstanz·The crosslinking substance (component B) is normally used in the form of an aqueous solution containing up to 50% by weight of the crosslinking substance, as a fine powder, as a hydrocarbon dispersion containing from 20 to 50% by weight of the crosslinking substance or as water-in-solution. Oil or ül-in-water-Stnulsion with 20 to 50% by weight of the crosslinking agent used *, Preferably used as an aqueous solution with ca, 50 wt e -% crosslinking substance ·
Löst man das Acryiamido-Homo- oder Copolymerisat in der bevorzugten Konzentration von 0|24 bis 0,72 Gewe-% und die Vernetzersubstanz in der bevorzugten Konzentration von 0,25 bis 0,5 Gew.-% gemeinsam in Wasser, so erhält man eine Lösung, die lediglich eine mittlere Viskosität von 20 bis 60 cp aufweist, gemessen in einem Fann-35-Viscosimeter bei einem Schergefälle von 511 see ·Solving the Acryiamido homo- or copolymer in the preferred concentration of 0 | 24 to 0.72 percent by e -% and the crosslinking substance in the preferred concentration of 0.25 to 0.5 wt .-% together in water so obtained a solution having only a mean viscosity of 20 to 60 cp, measured in a Fann 35 viscometer at a shear rate of 511 see
Die Lösung behält diese Viskosität bei, bis sie mit einer Bronsted-Lowery-Säure versetzt wird* Der Säure-Zusatz bewirkt das Eintreten der Vernetzungsreaktion zwischen Acrylamido-Homo- oder (/©polymerisat und dem Formylamidogruppen enthaltenden Vernetzer unter Ausbildung des neuen über Brückenglieder der Formel -KR3^-CH=N-OO- vernetzten erfindungsgemäßen Copolymers. Hierbei steigt die Viskosität der wäßrigen Lösung üblicherweise bis über 300 cp ans gemessen unter den oben angegebenen Bedingungen (Fann-35-Viscosimeter bei einem Schergefälle von 511 see )·The solution maintains this viscosity until it is mixed with a Bronsted Lowery acid. The acid addition causes the crosslinking reaction to occur between acrylamido homo or (y) polymer and the formylamido group-containing crosslinker to form the new via bridging linkages -KR formula 3 ^ -CH = N-OO-crosslinked copolymer of the invention. Here, the viscosity of the aqueous solution usually rises to about 300 cp at s measured under the conditions indicated above (Fann 35 viscometer at a shear rate of 511 see) ·
2 4 8 9 5 9 5 -17 - 62112 2 4 8 9 5 9 5 - 17 - 62112
Ί 5 * 3 · 83Ί 5 * 3 · 83
Verdickte Säuren bzw. Säuregele enthalten in der Regel 70 bis 99»8 Gew*-% einer oder mehrerer der oben genannten Säuren und 0,2 bis 30 Gew»-% der über charakteristische Brückenglieder der Formel -NR2^OH=N-OO- vernetzten erfindungsgemäßen Polymerzusaramensetzungen·Thickened acids or acid gels generally contain 70 to 99% by weight of one or more of the abovementioned acids and 0.2 to 30% by weight of the characteristic bridge members of the formula -NR 2 OH 0 N-OO crosslinked polymer compositions according to the invention
Vorzugsweise haben im wesentlichen alle Brückenglieder - zumindest 50 % und vorzugsweise zumindest 70 % der Brückenglieder - die oben genannte Formel, Bs können jedoch in dem vernetzten Polymer auch andere bekannte vernetzende Brücken in untergeordneter Masse vorhanden sein. Solche bekannten Brükkenglieder können sich unter Umständen durch Reaktion anderer reaktiver Gruppen in den Komponenten A) und B) der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung und/oder aufgrund des Zusatzes anderer bekannter Vernetzer ausbilden.Preferably, substantially all bridging members - at least 50 % and preferably at least 70 % of the bridging members - have the abovementioned formula, but in the crosslinked polymer, other known crosslinking bridges may also be present to a lesser extent. Such known bridge members may under certain circumstances be formed by reaction of other reactive groups in components A) and B) of the polymer composition according to the invention and / or due to the addition of other known crosslinkers.
Wie bereits oben erwähnt, sind die Amidocarbonylgruppen der Komponente A) an Makromoleküle gebundene Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Makromoleküle die bei der Vernetzungsreaktion sich bildenden Brückenglieder der obigen Formel zu stabilisieren schei nen. Sind die Amidocarbonylgruppen dagegen an Moleküle mit zu geringer Größe gebunden, so werden gar keine oder nur eine geringe Anzahl der besagten Brückenglieder stabilisiert. Es scheint, als ob in diesem Fall die Brücken in Folge von Hydrolyse zu Ameisensäure, Ammonium, Carbonsäuregruppen und möglicherweise anderen Spaltprodukten abgebaut werden.As already mentioned above, the amidocarbonyl groups of component A) are bound to macromolecules. Namely, it has been found that the macromolecules to stabilize the bridging members of the above formula which form during the crosslinking reaction. By contrast, if the amidocarbonyl groups are bound to molecules of too small a size, no or only a small number of said bridge members are stabilized. In this case, it appears that the bridges are degraded as a result of hydrolysis to formic acid, ammonium, carboxylic acid groups and possibly other fission products.
Die übliche Methode, verdickte Säure-Gele herzustellen, besteht darin, die gewünschte, insbesondere die bevorzugteThe usual method of preparing thickened acid gels is to achieve the desired, especially the preferred
8 9 59 5 -18- 62 1128 9 59 5 - 18 - 62 112
. 15.3.83, 15/3/83
Konzentration an Acrylamido-Homo- oder Copolymerisat zu einer wäßrigen Lösung der Säure zuzusetzen und die Hydratisierung des Polymers abzuwarten, was üblicherweise 3 bis 45 Min* in Anspruch nimmt« Grundsätzlich kann jede Säure oder jede wäßrige Lösung einer Säure in erfindungsgemäßer Weise verdickt werden· Mir die Anwendung zur Drucksäuerung v/erden normalerweise Säurekonzentrationen von 1/4 bis 28 Gew.~% eingesetzt« Bevorzugt sind dabei Salzsäure, Essigsäure oder Ameisensäure. Je nach den Bedingungen der Bohrlochbahandlung und nach der Lagerstätten-Beschaffenheit werden Säurekonzentrationen von 3 bis 15 Gew*-% bevorzugt» Wenn die mit dem Acrylamido-Homo- oder Copolymerisat versetzte Säure 90 % cte^ von dem hydratisieren Polymer herrührende Viskosität erreicht hat, wird die gewünschte, insbesondere die bevorzugte, Menge an Vernetzersubstanz, nämlich 0,25 bis 0,5 Gew.-%, zugefügt. Nach diesem Zusatz erfolgt alsbald ein drastischer Anstieg der Viskosität, bedingt durch die Bildung des neuen erfindungsgemäßen dreidimensional vernetzten Polymeren, Selbstverständlich kann die Vereinigung der Komponenten der erfindungsgemäßeη Zusammensetzung und der Säure auf beliebige andere Weise erfolgen und führt in jedem Falle zu Säuregelen oder zu hochviskösen Säurepräparaten«Concentration of acrylamido homopolymer or copolymer to add to an aqueous solution of the acid and wait for the hydration of the polymer, which usually takes 3 to 45 min * to complete "Basically, any acid or aqueous solution of an acid can be thickened in accordance with the invention the use for pressure acidification usually employ acid concentrations of from 1/4 to 28% by weight. Preference is given here to hydrochloric acid, acetic acid or formic acid. Acid concentrations of from 3 to 15% by weight are preferred, depending on wellbore conditions and reservoir conditions. "When the acid mixed with the acrylamido homo- or copolymer has reached 90% of the viscosity resulting from the hydrating polymer the desired, in particular the preferred, amount of crosslinking agent, namely 0.25 to 0.5 wt .-%, added. Of course, the combination of the components of the composition according to the invention and the acid can be carried out in any other way and leads in each case to acid gels or to highly viscous acid preparations "
Die hohe Viskosität der verdickten Säuren -bleibt bei Saum- ^The high viscosity of the thickened acids remains at hemium
drei Monate, erhalten» Bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise oberhalb ;50u%^nVOr^u^sweise oberhalb -80 %J ψ -0^ sinkt die Viskosität abv'?'uii&:di%^ ten Säuren gehen in Flüssigkeiten von geringer Viskosität über.three months receive "At elevated temperatures, above, for example, 50% u ^ n ^ u ^ BeFore sweise ψ above -80% y - 0 ^ decreases the viscosity abv '? These acids pass into liquids of low viscosity.
8 9 5 9 5 - 19 - 62 1128 9 5 9 5 - 19 - 62 112
15*3*8315 * 3 * 83
Dieser Übergang beruht auf einem hydrolytischen Abbau der dreidimensional vernetzten Polymeren zu linearen Polymer-Ketten. Die Zeit, die für den Übergang von einem Gel zu dem niederviskosen flüssigen Zustand erforderlich ist, hängt bis zu einem gewissen Grad von dem Aufbau des Polymer-Moleküls ab und kann daher innerhalb gewisser Grenzen durch Auswahl bestimmter Monomeren-Bausteine und bestimmter Monomeren-Verhältnisse variiert werden«This transition is due to hydrolytic degradation of the three-dimensionally crosslinked polymers to linear polymer chains. The time required to pass from a gel to the low viscosity liquid state depends to some extent on the structure of the polymer molecule and therefore can be varied within certain limits by selection of particular monomer building blocks and monomer ratios become"
Die für den Abbau benötigte Zeit liegt jedoch in der Regel nicht über 12 Stunden·However, the time required for dismantling usually does not exceed 12 hours ·
Grundsätzlich können alle sauren oder wäßrigen Lösungen verdickt werden» Säuren, die bei Normaltemperatur fest sinds wie ze B. aromatische Sulfonsäuren, müssen in Form wäßriger Lösung verwendet werden· Bevorzugt sind solche Säuren, die normalerweise flüssig sind und im Hinblick auf ihren wirtschaftlichen Einsatz auf dem Gebiet der Erdöl-Gewinnung stark und preisgünstig sind«, Bs kommen daher in erster Linie starke anorganische und starke niedere organische Säuren in Betracht»Basically, all acid or aqueous solutions can be thickened "acids, which are solid at normal temperature s such s, aromatic sulfonic acids have to be used in the form of aqueous solution · Preferred are those acids that are normally liquid and in view of their economic use In the field of oil extraction are strong and inexpensive ", Bs are therefore primarily strong inorganic and strong lower organic acids into consideration»
Beispiele für Säuren, die verdickt werden können, sind Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Perchlorsäure, Phosphorsäure, Flußsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Monochloressigsäure, Dichloressigsaure und Trichloressigsaure.Examples of acids which can be thickened are hydrochloric, sulfuric, nitric, perchloric, phosphoric, hydrofluoric, formic, acetic, monochloroacetic, dichloroacetic and trichloroacetic acid.
Bevorzugte Säuren für die Erdöl-Gewinnung sind Salzsäure, Flußsäure, Ameisensäure und Essigsäure,Preferred acids for the production of crude oil are hydrochloric acid, hydrofluoric acid, formic acid and acetic acid,
48959 5-48959 5-
62 112 11 15.3.8362 112 11 15.3.83
Die als Komponente A) erfindungsgemäßer Zusammensetzungen eingesetzten Homo- oder Copolymerisate werden durch Polymerisation bzw« Copolymerisation von 50 bis 100 Gew,-%f vorzugsweise 60 bis 85 Gew.-%, Acrylamid und/oder Methacrylamid und 0 bis 50 Gew#-#, vorzugsweise 15 "bis 40 Gew.-%, einesThe invention as component A) compositions used homo- or copolymers are obtained by polymerizing or "copolymerization of 50 to 100 wt, -% f preferably 60 to 85 wt .-%, acrylamide and / or methacrylamide and from 0 to 50 wt # - #, preferably 15 "to 40% by weight, one
Comonomeren der Formel IHa ς Comonomers of the formula IHa ς
CH2 CH 2
= C-Y= C-Y
(HIa),(IIIa)
worin R^ und Y die oben angegebenen Bedeutungen haben, hergestellt»wherein R ^ and Y have the meanings given above, prepared »
Monomere der Formel IHa, die zur Copolymerisation mit Acrylamid und/oder Methacrylamid zu Komponenten A) erfindungsgemäßer Zusammensetzungen geeignet sind, sind beispielsweise?Monomers of the formula IIIa which are suitable for copolymerization with acrylamide and / or methacrylamide to give components A) of compositions according to the invention are, for example?
-H-H
-H-H
-CH-CH
-H-H
-CFCF
-CNCN
COOHCOOH
-COOHCOOH
-COOCHCOOCH
-KH-CHOKH-CHO
-COOCHCOOCH
-H-H
-H-H
-COOC2H5 -COOC 2 H 5
-CH3 -CH 3
-COOC2H5 -COOC 2 H 5
-H-H
-COOC--COOC
-H-H
4H9 4 H 9
-H-H
-COOC4H9 -COOC 4 H 9
CH3 CH 3
-COOC6H13 -COOC 6 H 13
-COOC2H4OH-COOC 2 H 4 OH
-COOC2H4OH-COOC 2 H 4 OH
-COOC--COOC
3H6OH 3 H 6 OH
COOCCOOC
3Hg0H 3 Hg0H
8 959 5-8 959 5
62 112 15.3.83·62 112 15.3.83 ·
-H-H
-CH-CH
-OOMCHgOH-OOMCHgOH
-OOMCHgOH -COMOHgOCHo-OOMCHgOH -COMOHgOCHo
-COMCHgOOHo-COMCHgOOHo
-H -H-H -H
-C-C
OMOHgOCgH5 OMOHgOCgH 5
-COMOH2OC2H5 -COMOH2OO41Hq-COMOH 2 OC 2 H 5 -COMOH 2 OO 41 Hq
-H-H
—H-H
-H-H
-MCOOH-MCOOH
-MOOOgH5 -MOOOgH 5
-MCOC oHr7 -MCOC oHr 7
-N-OHO-N-OHO
HgOHHgOH
-H-H
-H -CHo-H -ho
-H-H
N-OOCHo CHgOHN-OOCHo CHgOH
-H-H
-N-COCH CH3 -N-COCH CH 3
N-OOC2H5 OHgOHN-OOC 2 H 5 OHgOH
-H-H
-N-OOCoHr, OHgOH-N-OOCoHr, OHgOH
-H N-OHO CH3 -H N-OHO CH 3
N-COO3H6 N-COO 3 H 6
N-COC2H5 N-COC 2 H 5
-H-H
-OH-OH
N-OHO OHgOHN-OHO OHgOH
-H-H
-N O-NO
-H -OH,-H -OH,
-PO-PO
'3*2'3 * 2
8 9 59 5-8 9 59 5-
62 112 15.3.8362 112 15.3.83
-H-H
-GOMCHgCH2CHgSO3H'-GOMCHgCH 2 CHgSO 3 H '
-H-H
-COMCgH4-SO3H1 -COMCgH 4 -SO 3 H 1
-GOKEiCH-CH2-SO3H1 CH3 -GOKEiCH-CH 2 -SO 3 H 1 CH 3
-H-H
-H-H
-GO-M-CH2CHgCHgCH2-SO3H'-GO-M-CH 2 CHgCHgCH 2 -SO 3 H '
-GO-M-C-CHg-SO3H-GO-MC-CHg-SO 3 H
CH.CH.
-CH.CH.
-CONH-CgH4SO3H-CONH-CgH 4 SO 3 H
-GH. -GO-M-G-GHgSO3H OH«·»-GH. -GO-MG-GHgSO 3 H OH «·»
-COO-GHgCHg-COO-GHgCHg-
ν: ν:
GH.GH.
-COO-CHgCHg-WCOO-CHgCHg-W
-CH.CH.
-COO-CH^CKU-N-COO-CH ^ CKU-N
2CHg-l 2 CHg-l
GH.GH.
8 9 598 9 59
62 112 15,3.8362 112 15.3.83
-H -H-H -H
-COO-CHgGHg-ICOO-CHgGHg-I
-COO-CHgCHg-COO-CHgCHg-
CH.CH.
-H -CH.-H -CH.
R-R-
-GOO-CH-GH2-N GIL·-GOO-CH-GH 2 -N GIL ·
-H -COO-CH-GHg-N^-H-COO-CH-GHg-N ^
CH.CH.
-CH.CH.
-CONH-GH^CH^-N,-CONH-GH ^ CH ^ -N,
CH.CH.
-CH. -GONH-CHgCHg-CH. -GONH-CHgCHg-
CH.CH.
CH.CH.
R-R-
-H -σ-H -σ
-CONH-CHgCHg-N-CONH- CHgCHg-N
-CONH-CHgCHg-N:-CONH- CHgCHg-N:
-H--H-
-CONH-CH0GH0--CONH-CH 0 GH 0 -
°3Η7° 3 Η 7
-CONH-GH0GH0-N-CONH-GH 0 GH 0 -N
89 5989 59
62 112 11 15.3.8362 112 11 15.3.83
-CONH-GH0CH0-N-CONH-GH 0 CH 0 -N
C. C.C.C.
-CH.CH.
σ4Η9 σ 4 Η 9
-OH.-OH.
-COM-CH-CH2-N-COM-CH-CH 2 -N
CH.CH.
GH.GH.
-CONH-CH2CH2GH2-N '-CONH-CH 2 CH 2 GH 2 -N '
-H-H
GH3 GH 3
CH.CH.
-GONH-GH-CH2-N.-GONH-GH-CH 2 -N.
CH.CH.
CH,CH,
-H-H
-CONH-C-CH2-N-CONH-C-CH 2 -N
-GH.-GH.
-GH.-GH.
-H-H
-GOO-CH2GH2-:-GOO-CH 2 GH 2 -:
N N
-GOO-GH2CH2-.-GOO-GH 2 CH 2 -.
N N
CH.CH.
1 Da N-Yinylamide unter sauren Bedingungen nicht beständig sind, müssen Ansätze, die saure Substanzen enthalten, vor der Polymerisation neutralisiert werden, beispielsweise mit den oben angegebenen anorganischen oder organischen Basen oder basischen Gomonomeren,1 Since N-yinyl amides are not stable under acidic conditions, batches containing acidic substances must be neutralized prior to polymerization, for example with the inorganic or organic bases or basic gomonomers indicated above,
Die als Komponente B) erfindungsgemäßer Zusammensetzungen einsetzbaren Homo- oder Copolymere werden hergestellt durchThe homopolymers or copolymers which can be used as component B) of compositions according to the invention are prepared by
24 8 9 5 9 5-25 - «24 8 9 5 9 5- 25 - «
15»3«8315 "3" 83
Polymerisation bzw. Copolymerisation von 50 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 95 Gew.-%, eines Monomers der Formel VIaPolymerization or copolymerization of 50 to 100% by weight, preferably 60 to 95% by weight, of a monomer of the formula VIa
(VIa),(Via),
worin R° die oben angegebene Bedeutung hat und 0 bis 50 Gew,-%, vorzugsweise 5 "bis 40 Gew,-%, eines Comonomers der Formel VIIa «11wherein R ° has the abovementioned meaning and 0 to 50 % by weight, preferably 5 to 40% by weight, of a comonomer of the formula VIIa 11
= C-X (VIIa),= C-X (VIIa),
1111
worin R und X die oben angegebenen Bedeutungen haben»where R and X have the meanings given above »
Gängige Monomere der Formel VIa, die zur Herstellung der Komponente B) erfindungsgemäßer Zusammensetzungen durch Homopolymerisation oder Copolymerisation mit Monomeren der Formel VIIa geeignet sind, sind beispielsweise N-Vinyl-formamid, N-Vinyl-N-methyl-formamid und N-Vinyl-N-hydroxymethylformamid. Gängige Monomere der Formel VIIa sind beispielsweise Acrylamid und Monomere, die oben unter Formel IHa definiert worden sind.Common monomers of the formula VIa which are suitable for preparing component B) by homopolymerization or copolymerization with monomers of the formula VIIa are, for example, N-vinylformamide, N-vinyl-N-methylformamide and N-vinyl-N -hydroxymethylformamid. Common monomers of the formula VIIa are, for example, acrylamide and monomers which have been defined above under formula IIIa.
Die Vernetzung der Komponente A) erfindungsgemäßer Zusammensetzungen kann auch herbeigeführt werden durch Verbindungen der Formel I,The crosslinking of component A) of compositions according to the invention can also be brought about by compounds of the formula I
Beispiele für Verbindungen der Formel I sind der folgenden Tabelle zu entnehmensExamples of compounds of the formula I are shown in the following table
4895948959
R1 B2 η . mR 1 B 2 η. m
H HH H
H HH H
H HH H
H HH H
CH3 OH3 CH 3 OH 3
Ott Γ" ITOtt Γ "IT
2 5 22 5 2
H HH H
CHCH
H HH H
J3H7 J 3 H 7
Bevorzugte "Verbindungen der Formel I sind; 0Preferred compounds of formula I are;
-H (Methylen-bis-formamid) und-H (methylene-bis-formamide) and
00
(Bis-(N~fοrmy1-aminomethy1)βther)»(Βther bis (N ~ fοrmy1-aminomethy1)) »
24 8 9 59 5 -27- 62.11211 24 8 9 59 5 -27- 62 . 11211
15.3.83 15/3/83
Die Verbindungen der Formel I können auf einfache Weise nach den Angaben der GB-PS 1 410 722 hergestellt werden.The compounds of the formula I can be prepared in a simple manner according to the specifications of British Pat. No. 1,410,722.
Sollen Copolymere hergestellt werden, die mehrere verschiedene Reste Y bzw. X in den Komponenten A) und B)aufweisen, so werden zur Copolymerisation mehrere verschiedene, in der Regel 3 oder vorzugsweise 2 verschiedene Comonomere der Formeln HIa bzw, Vila eingesetzt.If copolymers are to be prepared which have a plurality of different radicals Y or X in components A) and B), a plurality of different, generally 3 or preferably 2, different comonomers of the formulas HIa or Vila are used for the copolymerization.
Die Polymerisation b^zw. Copolymerisation zur Herstellung der Komponenten A) oder B) kann nach allen bekannten Polymerisationsverfahren durchgeführt werden. Wenn eines der eingesetzten Comonomere ein Vinyl-Formamid-Derivat ist, so ist es zweckmäßig, bei einem pH-Wert von 6 bis 12, vorzugsweise 7 bis 91 zu arbeiten.The polymerization b ^ zw. Copolymerization for the preparation of components A) or B) can be carried out by all known polymerization processes. If one of the comonomers used is a vinyl formamide derivative, it is expedient to work at a pH of 6 to 12, preferably 7 to 91.
Zur Einstellung des pH-Wertes werden zweckmäßigerweise alkalisch reagierende Salze von Alkalimetallen, z. B, Alkalikarbonate, Alkalihydrogenkarbonate, Alkaliborate, Di- oder Tri-Alkaliphosphate, Alkalihydroxide, Ammoniak oder organische Amine der Formel HR eingesetzt, worin R Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4- Kohlenstoffatomen oder Hydroxyethyl ist und wobei mindestens einer der Reste R verschieden ist von Wasserstoff, Bevorzugte Basen zur Einstellung des pH-Wertes sind die oben genannten Alkali-Verbindungen, insbesondere Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumkarbonat, Natriumhydrogenkarbonat, Kaliumkarbonat und Kaliumhydrogenkarbonat und Natrium oder Kaliumborate. Eine weitere bevorzugte Base ist NHo,To adjust the pH, alkaline salts of alkali metals, eg. B, alkali metal carbonates, alkali metal bicarbonates, alkali metal borates, di- or tri-alkali metal phosphates, alkali metal hydroxides, ammonia or organic amines of the formula HR used, wherein R is hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbon atoms or hydroxyethyl and wherein at least one of the radicals R is different from Hydrogen, Preferred bases for adjusting the pH are the abovementioned alkali compounds, in particular sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate and potassium bicarbonate and sodium or potassium borates. Another preferred base is NHo,
8 9 5 9 5 -28 - 62 8 9 5 9 5 - 28 - 62
15.3.8315/3/83
Die Polymerisationsreaktion kann initiiert werden durch energiereiche elektromagnetische oder korpuskulare Strahlung oder durch Substanzen,, die Radikale bilden« Dementsprechend sind als Polymerisationsinitiatoren geeignet organische Per-Verbindungen, wie z, B. Benzoylperoxid, Alkylhydroper-* oxid, wie z, B, Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid, p-Menthahydroperoxid, Dialkylperoxide, wie Ze Be Di-, SDert.-Butylperoxid oder anorganische Per-Verbindungen, wie z. B, Kalium- oder Ammoniumpersulfat und Wasserstoffperoxid, ferner Azoverbindungen, wie z. B, Azo-bis-isobutyronitril, 2,2f-Azobis-(2-amidinopropan)-hydrochlorid oder Azo-bis-isobutyramid» Bs ist vorteilhaft, die organischen oder anorganischen Per-Verbindungen in Kombination mit reduzierenden Substanzen einzusetzen. Beispiele für geeignete reduzierende Substanzen sind Natriumpyrosulfit, Natrim-hydrogensulfit oder Kondensationsprodukte von Formaldehyd mit Sulfoxylaten« Besonders vorteilhaft läßt sich die Polymerisation unter Einsatz von Mannich-Addukten von Sulfinsäuren, Aldehyden und Aminoverbindungen ausführen, wie sie beispielsweise in der DB-PS 1 301 566 beschrieben worden sind·The polymerization reaction can be initiated by high-energy electromagnetic or corpuscular radiation or substances that "form radicals." Accordingly, suitable as polymerization initiators are organic per compounds such as benzoyl peroxide, alkyl hydroperoxide such as z, B, butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide , p-Menthahydroperoxid, dialkyl peroxides such as Ze B e di-, SDert.-butyl peroxide or inorganic per-compounds, such as. B, potassium or ammonium persulfate and hydrogen peroxide, further azo compounds, such as. B, azo-bis-isobutyronitrile, 2,2-azobis f (2-amidinopropane) hydrochloride or azobis-isobutyramide "Bs is advantageous to use the organic or inorganic per-compounds in combination with reducing substances. Examples of suitable reducing substances are sodium pyrosulfite, sodium hydrogen sulfite or condensation products of formaldehyde with sulfoxylates. "The polymerization can be carried out particularly advantageously by using Mannich adducts of sulfinic acids, aldehydes and amino compounds, as described, for example, in German Pat. No. 1,301,566 have been·
Es ist weiterhin bekannt, den Polymerisationsansätzen kleine Mengen von sogenannten Moderatoren zuzusetzen, die den Verlauf der Reaktion dadurch harmonisieren, daß sie das Reaktionsgeschwindigkeits-Zeitdiagramrfl abflachen. Sie führen damit zu einer Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Reaktion und ermöglichen damit, einheitliche Produkte mit äußerst geringen Qualitätsabweichungen herzustellen* Beispiele für geeignete Moderatoren dieses Typs sind Nitrilotris-propiönyl-amid oder Hydrohalogenide.von Monoalkylaminen, Dialkylaminen oder Trialkylaminen, wie z. B. Dibutylaminhydrochlorid* Auch bei der Herstellung der als Komponente A)It is also known to add to the polymerization batches small amounts of so-called moderators, which harmonize the course of the reaction by flattening the reaction rate time diagram. They lead to an improvement in the reproducibility of the reaction and thus make it possible to produce uniform products with extremely low quality deviations * Examples of suitable moderators of this type are nitrilotris propionyl amide or Hydrohalogenide.von monoalkylamines, dialkylamines or trialkylamines, such as. B. Dibutylamine hydrochloride * Also in the preparation of the as component A)
248 95 9 5 -29-248 95 9 5 -29-
62.11262112
"bzw. B) erfindungsgemäßer Zusammensetzungen einsetzbaren Copolymerisate können solche Moderatoren mit Vorteil verwendet werden.or B) copolymers of the invention can be used with advantage such moderators.
Weiterhin können den Polymerisationsansätzen sogenannte Regulatoren zugesetzt werden; das sind solche Verbindungen, die das Molekulargewicht der hergestellten Polymerisate beeinflussen. Brauchbare bekannte Regulatoren Sind z. B. Alkohole, wie.Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec.-Butanol und Amylalkohole, Alky!mercaptane, wie z» B« Dodecylmercaptan und tert.-Dodecylmercaptan,.Isooctylthioglycolat und einige Halogenverbindungen, wie z. B. Tetrachlorkohlenstoff , Chloroform und Methylenchlorid.Furthermore, so-called regulators can be added to the polymerization batches; These are those compounds which influence the molecular weight of the polymers produced. Useful known regulators are z. Alcohols, such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol and amyl alcohols, alkyl mercaptans such as dodecyl mercaptan and tert-dodecyl mercaptan, isooctyl thioglycolate and some halogen compounds such. As carbon tetrachloride, chloroform and methylene chloride.
üblicherweise wird die Polymerisation in einer schutzgasatmosphäre ausgeführt, vorzugsweise unter Stickstoff»Usually, the polymerization is carried out in a protective gas atmosphere, preferably under nitrogen.
Die Reaktion kann in Lösung, in ikulsion oder unter den Bedingungen der Fällungspolymerisation bei Temperaturen von 20 bis-'The reaction may take place in solution, in emulsion or under the conditions of precipitation polymerization at temperatures of 20 to 30 minutes.
werden.become.
20 bis". 120 0C, vorzugsweise von 40 bis 100 0C, ausgeführtFrom 20 to 120 ° C., preferably from 40 to 100 ° C., is carried out
Wenn Wasser als Lösungsmittel für die Polymerisationsreaktion eingesetzt wird, so verläuft sie in Lösung, und eine wäßrige viskose Lösung des Polymerisats bzw. Copolymerisate wird erhalten. Das Reaktionsprodukt kann isoliert werden entweder durch Abdestillieren des Wassers aus der Lösung oder durch Vermischen der wäßrigen Lösung mit organischen Lösungsmitteln, die mit Wasser vollständig mischbar sind, in denen aber das Oopolymerisat unlöslich ist. Bei der Zugabe solcher organi-When water is used as a solvent for the polymerization reaction, it runs in solution, and an aqueous viscous solution of the polymer or copolymers is obtained. The reaction product can be isolated either by distilling off the water from the solution or by mixing the aqueous solution with organic solvents which are completely miscible with water, but in which the oligomer is insoluble. When adding such organic
24 8 959 5 -30. 62 24 8 959 5 -30. 6 2
15.3.8315/3/83
sehen Lösungsmittel zu der wäßrigen Polymerlösung fällt das entstandene Polymerisat bzw. Oopolymerisat aus und kann von der.flüssigen Phase, z. B, durch Filtration abgetrennt werden. Vorzugsweise wird jedoch die erhaltene wäßrige Lösung des Polymerisats bzw» Copolymerisate direkt für den weiteren Gebrauch eingesetzt, gegebenenfalls nach Einstellung auf eine bestimmte gewünschte Konzentration«see solvent to the aqueous polymer solution precipitates the resulting polymer or copolymer and can der.flüssigen from the liquid phase, for. B, be separated by filtration. Preferably, however, the resulting aqueous solution of the polymer or "copolymers is used directly for further use, optionally after adjustment to a certain desired concentration."
Wenn die Copolymerisation in einem organischen Lösungsmittel wie ze B. in einem niederen Alkonol, z. B* in terte-Butanol, durchgeführt wird, so verläuft sie unter den Bedingungen der Fällungspolymerisation. In diesem Fall fällt das entstandene Polymerisat bzw, Copolymerisat im Verlauf der Reaktion in fester Form «us und kann leicht in üblicher Weise, wie ζ. Ββ durch Absaugen und anschließendes Trocknen, isoliert werden. Selbstverständlich ist es auch möglich und in manchen Fällen bevorzugt, das Lösungsmittel aus dem Reaktionsansatz heraus zu destillieren.When the copolymerization in an organic solvent such as e in a lower Alkonol, z. B * is carried out in tert-butanol e, it runs under the conditions of precipitation polymerisation. In this case, the resulting polymer or copolymer precipitates in solid form during the course of the reaction and can easily be converted in a customary manner, such as ζ. Β β by suction and subsequent drying, isolated. Of course, it is also possible, and in some cases preferred, to distill the solvent from the reaction mixture.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to some examples.
Die folgenden Ausführungsbeispiele zeigen den Einsatz erfindungsgemäßer Polymer-Zusammensetzungen zur Herstellung verdickter Säuren bzw» von Säuregelen sowie die Herstellung.der eingesetzten erfindungsgemäßen Polymer-Zusammensetzungen, Weitere illustrative Ausführungsbeispiele zur Herstellung der als Komponente B) - und soweit Y Formylamido bedeutet,The following exemplary embodiments show the use of polymer compositions according to the invention for the preparation of thickened acids or of acid gels as well as the preparation of the inventive polymer compositions used, further illustrative embodiments for the preparation of the component B), and where Y is formylamido.
248959 5248959 5
auch als Komponente A) eingesetzten Polymeren oder Copolymeren können unserer bereits oben erwähnten Parallel-Anmeldung mit dem Titel "Wasserlösliche selbstvernetzbare Copolymerisate" entnommen werden.Polymers or copolymers also used as component A) can be taken from our parallel application, already mentioned above, entitled "Water-soluble self-crosslinkable copolymers".
Die in den folgenden Ausführungsbeispielen und Tabellen enthaltenen Abkürzungen haben die folgenden Bedeutungen:The abbreviations contained in the following exemplary embodiments and tables have the following meanings:
AM: AcrylamidAM: acrylamide
VMA: N-Vinyl-N-methylacetamid AMPS: 2-Acrylamido-2-methylpropan-sulfonsäure, worin derVMA: N-vinyl-N-methylacetamide AMPS: 2-acrylamido-2-methylpropane-sulphonic acid, wherein the
Exponentexponent
1, das Ammoniumsalz, 2· das Salz mit Dimethy1-ß-hydroxylethylamin1, the ammonium salt, 2 · the salt with Dimethy1-ß-hydroxylethylamine
bedeutet,means
AS: Acrylsäure MAS: Methacrylsäure NMA: N-Methylol-acrylamid VSSNa: Na-SaIz der Vinylsulfonsäure MiVA: N-Methylol-vinylacetamid VA: Vinylacetamid VF: Vinylformamid KMVF: N-Methylol-vinylformamid VPA: Vinylphosphonsäure A: Ammoniumperoxidisulfat B: Eine Kombination von Ammoniumperoxidisulfate + Dibutylammonium-hydrochlorid +AS: acrylic acid MAS: methacrylic acid NMA: N-methylol-acrylamide VSSNa: Na-salt of vinylsulfonic acid MiVA: N-methylol-vinylacetamide VA: vinylacetamide VF: vinylformamide KMVF: N-methylol-vinylformamide VPA: vinylphosphonic acid A: ammonium peroxydisulfate B: A combination of ammonium peroxydisulfate + dibutylammonium hydrochloride +
So2-OH-NH-COOCH3 So 2 -OH-NH-COOCH 3
COOHCOOH
C: Azo-isobutyronitril VIP: Vinylpyrrolidon»C: azo-isobutyronitrile VIP: vinylpyrrolidone »
5 -5 -
32 - 62 112 1132 - 62 112 11
a) Zu 100 g einer 1 %igen/wäßrigen Lösung eines Copolymerisate /aus 80 Gew,-% Acrylamid, 15 Gew.~% AMPS und 5 Gew.-% Tiaylpyrrolidpn (K = 201) werden 5 S N-Methylen-bis-formamid s^esetat« Die so erhaltene klare, leicht viskose Lösung läßt sich unverändert unbegrenzte Zeit lagern,» Versetzt man diese Lösung mit 100 ml kons» Salzsäure, so steigt die Viskosität schnell an, und innerhalb von 30 min bildet sich ein formstabiles Gel» Bei normalen Temperaturen von 20 bis 25 0G ist dieses Säuregel praktisch unverändert über einen Zeitraum von mindestens 15 Tagen haltbar, Bei 80 bis 90 0C jedoch geht das Gel innerhalb von 20 min in eine leicht gelblich-braune Flüssigkeit von niederer Viskosität über·a) To 100 g of a 1% / aqueous solution of a copolymer / of 80% by weight of acrylamide, 15% by weight of AMPS and 5% by weight of Tiaylpyrrolidpn (K = 201), 5 S N-methylene-bis- formamide s ^ esetat "The clear, slightly viscous solution thus obtained can be stored indefinitely without change." If this solution is mixed with 100 ml of concentrated hydrochloric acid, the viscosity rises rapidly and a dimensionally stable gel forms within 30 minutes. " at normal temperatures, 20 to 25 0 G of this acid gel is preserved virtually unchanged over a period of at least 15 days, at 80 to 90 0 C, however, the gel is within 20 minutes in a slightly yellowish-brown liquid of low viscosity over ·
Das in diesem Beispiel eingesetzte Copolymerisat kann wie folgt hergestellt werden:The copolymer used in this example can be prepared as follows:
b) In einem 2 1 Polymerisationsgefäß, ausgerüstet mit !Rührer,, Thermometer, Gaseinlaß, Tropftrichter und Heizbad werden 600 ml entionisiertes Wasser vorgelegt und danach unter Rühren und Durchleiten eines leichten Stickstoffstromes folgende Monomeren zugefügt:b) 600 ml of deionized water are introduced into a 2 l polymerization vessel equipped with a stirrer, thermometer, gas inlet, dropping funnel and heating bath and the following monomers are subsequently added with stirring and passage of a slight stream of nitrogen:
80 g Acrylamid 15 g AMPS und80 g acrylamide 15 g AMPS and
5 g Vinylpyrrolidon.5 g of vinylpyrrolidone.
Sodann werden 0,5 g Azo-di-isobutyronitril zugefügt und * die Reaktionsmischung mittels des Heizbades auf eine Temperatur von 50 0G erwärmt· Bei dieser Temperatur wird 1 m. einer 10 %igen Lösung von Benzoylperoxid in Aceton zugefügt9 um die Polymerisationsreaktion zu starten. ImThen, 0.5 g of azo-di-isobutyronitrile was added, and * the reaction mixture heated by the heating bath at a temperature of 50 0 G · At this temperature, 1 m. a 10% solution of benzoyl peroxide in acetone added 9 to start the polymerization reaction. in the
2 A 8 9 b 9 b - 33·- 622 A 8 9 b 9 b - 33 · - 62
15.3.8315/3/83
Verlauf der nun einsetzenden Polymerisation ist eine deutliche Zunahme der Viskosität festzustellen, und die Temperatur steigt bis auf 58 0G an.As the polymerization begins, a marked increase in viscosity is observed and the temperature rises to 58 ° C.
Nach Abklingen der Reaktion Wird die Mischung noch eine weitere Stunde bei 80 0C gerührt. Die hochviskose Polymermasse wird zum Schluß unter Rühren mit Wasser auf einen Gehalt von 1 Gew.-% verdünnt.After the reaction has subsided, the mixture is stirred for a further hour at 80 0 C. The high-viscosity polymer composition is finally diluted with stirring to a content of 1 wt .-% with stirring.
c) Gele von ähnlichen Eigenschaften erhält man, wenn das oben verwendete Oopolymerisat ersetzt wird durch ein Copolymerisat aus 55 Gew.-% Acrylamid, 40 Gew.-% AMPS und 5 Gew.-% Vinylmethylacetamid (K = 165) oder durch ein Oopolymerisat aus 60 Gew.-% Acrylamid, 35 Gew.-% MiPS und 5 Gew.~% Vinylmethyl-acetamid (K = 179).c) Gels of similar properties are obtained when the copolymer used above is replaced by a copolymer of 55% by weight of acrylamide, 40% by weight of AMPS and 5% by weight of vinylmethylacetamide (K = 165) or by an oligomer 60% by weight of acrylamide, 35% by weight of MiPS and 5% by weight of vinylmethylacetamide (K = 179).
Einer 3»5gew.-%igen wäßrigen Lösung eines Copolymers aus 70 Gew.-% Acrylamid, 10 Gew.-% MCPS, 15 Gew.-% Vinylformamid und 5 Gew.-% Vinylpyrrolidon (K-Wert = 152) wird 1 Gew.-% N-Methylen-bis-formamid zugefügt. Die erhaltene klare Lösung kann unverändert über einen unbegrenzten Zeitraum gelagert werden. Setzt man dieser Lösung das gleiche Volumen konz. Salzsäure zu, so erhält man innerhalb von 20 min ein Säuregel, dessen Eigenschaften bei 20 bis 25 0C über einen Zeitraum von mindestens 10 Tagen praktisch unverändert bleiben.A 3 »5gew .-% aqueous solution of a copolymer of 70 wt .-% acrylamide, 10 wt .-% MCPS, 15 wt .-% vinyl formamide and 5 wt .-% vinyl pyrrolidone (K value = 152) is 1 wt % N-methylene-bis-formamide added. The resulting clear solution can be stored unchanged for an indefinite period of time. Substituting this solution, the same volume conc. Hydrochloric acid, so you get within 20 min an acid gel whose properties remain virtually unchanged at 20 to 25 0 C over a period of at least 10 days.
Bei 80 bis 90 0G dagegen "schmilzt" dieses Gel innerhalb von 20 min unter Bildung einer klaren niederviskosen Flüssigkeit,At 80 to 90 ° C., on the other hand, this gel "melts" within 20 minutes to form a clear, low-viscosity liquid,
Säuregele von ähnlichem Verhalten können erhalten werden, wenn das in diesem Beispiel benutzte Oopolymerisat durch die Copolymerisate der folgenden Tabelle ersetzt wird«,Acid gels of similar behavior can be obtained when the copolymer used in this example is replaced by the copolymers of the following table.
24 8 9 59 5 ~&- e211224 8 9 59 5 ~ & - e 2 112
15.3.8315/3/83
AM MiPS ^/rel. K-WertAM MiPS ^ / rel. K value
Alle Mengenangaben in dieser Tabelle sind Gewichtsteile. Beispiel 3All quantities in this table are parts by weight. Example 3
100 ml einer 1 gew.-%igen wäßrigen Lösung eines Copolymers aus 65 Gew.-% Acrylamid und 35 Gew.-% ITatriumacrylat (K = 203) werden 11 ml konz. Salzsäure gemischte Die so erhaltene stark saure Mischung stellt eine schwach viskose Flüssigkeit dar, die für lange Zeit unverändert aufbewahrt werden kann. Durch Zusatz von 0,5 Gew.-% Methylen-bis-formamid zu der stark sauren Lösung geht diese im Verlauf von 10 Minuten in ein fermstabiles Gel über. Bei 20 bis 25 0C hält sich dieses Säuregel unverändert für mindestens 12 Tages während es bei 80 bis 90 0C innerhalb von 30 viskose Flüssigkeit übergeht.100 ml of a 1 wt .-% aqueous solution of a copolymer of 65 wt .-% acrylamide and 35 wt .-% of sodium acrylate (K = 203) 11 ml of conc. Hydrochloric acid mixed The strong acid mixture thus obtained is a slightly viscous liquid which can be stored unchanged for a long time. By adding 0.5% by weight of methylene-bis-formamide to the strongly acidic solution, the latter changes into a ferm stable gel over the course of 10 minutes. At 20 to 25 0 C, this acid gel keeps unchanged for at least 12 days s while it passes at 80 to 90 0 C within 30 viscous liquid.
80 bis 90 0C innerhalb von 30 Minuten in eine klare nieder-80 to 90 ° C within 30 minutes into a clear low
Ein ähnliches Säuregel kann erhalten werden, wenn das Methylen-bis-formamid durch die gleiche Menge einer Verbindung der Formel n A similar acid gel can be obtained when the methylene-bis-formamide is replaced by the same amount of a compound of formula n
0V 0 V
C-NH-OH0-O-CH 2 C-NH-OH 0 -O-CH 2
ersetzt wird«is replaced «
24 8 9 5 9 5 - 35 - 6224 8 9 5 9 5 - 35 - 62
15.3.8315/3/83
Die in diesem Beispiel verwendete wäßrige Polymerenlösung kann hergestellt werden, indem man unter kräftigem Rühren in 97,5 ml Wasser 2,6 ml einer Copolymer-Emulsion eintropft, die wie unten beschrieben erhalten werden kann«The aqueous polymer solution used in this example can be prepared by dripping with vigorous stirring into 97.5 ml of water 2.6 ml of a copolymer emulsion which can be obtained as described below.
Die Copolymeren-Emulsion wird wie folgt hergestellt:The copolymer emulsion is prepared as follows:
1,85 g Sorbitan-Monostearat werden in 30 g eines technischen Gemisches isomerer Kohlenwasserstoffe mit einem Siede-Bereich von 200 bis 240 0O gelöst. Diese Lösung wird in ein 2-1-Reaktionsgefäß, ausgerüstet mit Rührer, Thermometer und Gaseinlaß für Stickstoff, eingefüllt.1.85 g of sorbitan monostearate are dissolved in 30 g of a technical mixture of isomeric hydrocarbons having a boiling range of 200 to 240 0 O. This solution is charged to a 2-1 reaction vessel equipped with stirrer, thermometer and nitrogen gas inlet.
Nun wird eine Monomeren-Lösung hergestellt durch Auflösung von 33,9 g Acrylamid und 18,2 g Acrylsäure in 50 ml entionisiertem Wasser und Einstellen des pH-Wertes auf 8,5 durch Zusatz einer 20 gew.~%igen wäßrigen Lösung von Natrimhydroxid. Dann wird die so erhaltene wäßrige Monomeren-Lösung unter starkem Rühren langsam in die vorgelegte Sorbitan-Monostearat-Lösung eingetropft und anschließend die Luft in dem Reaktionsgefäß durch Stickstoff verdrängt. Zu der dann vorliegenden Monomeren-Emulsion werden 0,07 g 2,2'-Azo-bis-isobutyronitril, gelöst in Aceton, zugesetzt und die Reaktionsmischung unter Rühren langsam auf 60 0C angewärmt. Nach 2,5 Stunden ist die Polymerisationsreaktion beendet, und man erhält eine stabile 39 gew.-%ige Emulsion des Copolymerisate mit einem K-Wert von 203.Now, a monomer solution is prepared by dissolving 33.9 g of acrylamide and 18.2 g of acrylic acid in 50 ml of deionized water and adjusting the pH to 8.5 by addition of a 20 wt .-% aqueous solution of sodium hydroxide. Then, the aqueous monomer solution thus obtained is slowly added dropwise with vigorous stirring in the submitted sorbitan monostearate solution and then displaced the air in the reaction vessel by nitrogen. At the then present monomer emulsion 0.07 g of 2,2'-azo-bis-isobutyronitrile, dissolved in acetone, is added and the reaction mixture was slowly warmed with stirring to 60 0 C. After 2.5 hours, the polymerization reaction is complete, and we obtain a stable 39 wt .-% emulsion of copolymers with a K value of 203.
Eine 1 gew.-%ige wäßrige Lösung eines Copolymers von 90 Gew.-%A 1% strength by weight aqueous solution of a copolymer of 90% by weight
- 36 - 62 112. 11- 36 - 62 112. 11
. ; -ν':,. V-..- ' ::. ' 15·3«83, ; -ν ':. V -..- ' ::. 15 · 3 «83
Acrylamid, und 10 Gew.-% Dimethylaminoethyl-methacrylat, die 5 Gew.-% N-Methylen-bis-formamid enthält, wird in einem Volumenverhältnis von 1 : 1 mit konzentrierter Salzsäure gemischt. Innerhalb von 10 min entsteht ein formstabiles Säuregel, das bei 20 bis 30 0C mindestens acht Tage lang unverändert haltbar ist, bei 80 bis 90 0C jedoch in kurzer Zeit in eine klare niederviskose Flüssigkeit übergeht. Ersatz des oben eingesetzten N-Methylen-bis-formamids durch die gleiche Menge einer Verbindung der FormelAcrylamide, and 10 wt .-% dimethylaminoethyl methacrylate containing 5 wt .-% N-methylene-bis-formamide is mixed in a volume ratio of 1: 1 with concentrated hydrochloric acid. Within 10 min results in a dimensionally stable acid gel at 80 to 90 0 C, however, the remains stable at 20 to 30 0 C for at least eight days, in a short time passes in a clear low-viscosity liquid. Substitution of the above-used N-methylene-bis-formamide by the same amount of a compound of the formula
0X 0 X
^O -N-CH-N-C^ O -N-CH-N-C
et CHet CH
führt zu dem gleichen Resultat»leads to the same result »
Die oben eingesetzte wäßrige Polymeren-Lösung kann erhalten werden, indem man 95f2 ml Wasser und 4,8 g einer Copolymeren-Emulsion, deren Herstellung unten beschrieben ist, unter kräftigem Rühren miteinander mischt und anschließend 5 g N-Methylen-bis-formamid zusetzt.The aqueous polymer solution used above can be obtained by mixing together with vigorous stirring 95 f 2 ml of water and 4.8 g of a copolymer emulsion, whose preparation is described below, and then 5 g of N-methylene-bis-formamide added.
Die Oopolymer-Emulsion wird wie folgt hergestellt:The oopolymer emulsion is prepared as follows:
185,0 g einer Mischung aus 84 % gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen und 16 % Naphthenkohlenwasserstoffen (Siedebereich der Mischung 192 bis 254 0C), 188,3 g eines technischen Chloralkane mit einem Chlorgehalt von 66,5 Gew,-% und einer Dichte von 1,575 g/cirr und 32 g Sorbitanmonooleat werden in einem Reaktionsgefäß, ausgerüstet mit Rührer,185.0 g of a mixture of 84 % saturated aliphatic hydrocarbons and 16 % naphthenic hydrocarbons (boiling range of the mixture 192 to 254 0 C), 188.3 g of a technical grade chloroalkane having a chlorine content of 66.5% by weight and a density of 1.575 g / cirr and 32 g of sorbitan monooleate are placed in a reaction vessel equipped with stirrer,
248959 5 -248959 5 -
3?- 3? -
Thermometer und Stickstoff-Ein- und Auslaß, miteinander gemischt. Nach guter Durchmischung der Bestandteile wird eine Lösung von 180 g Acrylamid und 20 g Dimethylaminoethylmethacrylatacetat in 387»5 g Wasser unter kräftigem Rühren zugefügt, wobei die wäßrige Phase in der organischen Phase emulgiert wird. Durch die Mischung wird nun 30 Minuten lang Stickstoff geleitet und dann die Temperatur innerhalb von 15 Minuten auf 60 0C gesteigert. Bei dieser Temperatur wird der Mischung eine Lösung von 0,212 g 2,2l-Azo-bis-isobutyronitril in einer geringen Menge Aceton zugefügt. Nach dreistündigem Rühren der Mischung bei 60 0C ist die Polymerisationsreaktion abgeschlossen« Man erhält eine Emulsion, die nicht klumpt und nicht zum Absetzen neigt, Sie hat eine Viskosität von 710 m Pa see bei einem Schergefälle von 29,2 see, und enthält 20,8 Gew.-% eines Polymers mit einem K-Wert von 201.Thermometer and nitrogen inlet and outlet, mixed together. After thorough mixing of the ingredients, a solution of 180 g of acrylamide and 20 g of dimethylaminoethyl methacrylate in 387 »5 g of water is added with vigorous stirring, wherein the aqueous phase is emulsified in the organic phase. The mixture is then passed nitrogen for 30 minutes and then the temperature within 15 minutes to 60 0 C increased. At this temperature, a solution of 0.212 g of 2.2 l of azo-bis-isobutyronitrile in a small amount of acetone is added to the mixture. After stirring the mixture at 60 ° C. for 3 hours, the polymerization reaction is complete. An emulsion is obtained which does not clot and does not tend to settle. It has a viscosity of 710 mPa see at a shear rate of 29.2. 8% by weight of a polymer having a K value of 201.
a) 1,85 g Sorbitan-monostearat werden in 28 g eines technischen Gemisches isomerer Kohlenwasserstoffe mit einem Siedebereich von 200 bis 240 0C (Isopar M, Verkaufsprodukt der Exxon Corporation) gelöst. Die Lösung wird in einem 2-1-Reaktionsgefäß, versehen mit Rührer, Thermometer und Gaseinlaß für Stickstoff, eingefüllt. Dann stellt man eine Monomerenlösung her durch Auflösen von 33ι9 g Acrylamid und 2,4 g Acrylsäure in 40 ml entionisiertem Wasser und Einstellen des pH-Wertes auf 8,5 durch Zusatz von 20 % wäßriger Natriumhydroxidlösung. Die wäßrige Monomerenlösung wird nun langsam unter kräftigem Rühren in die organische Sorbitan-monostearat-Lösung eingetropft und diea) 1.85 g of sorbitan monostearate are dissolved in 28 g of a commercial mixture of isomeric hydrocarbons with a boiling range of 200 to 240 0 C (Isopar M, a product of Exxon Corporation). The solution is charged in a 2-1 reaction vessel equipped with stirrer, thermometer and nitrogen gas inlet. Then a monomer solution is prepared by dissolving 33.9 g of acrylamide and 2.4 g of acrylic acid in 40 ml of deionized water and adjusting the pH to 8.5 by adding 20% aqueous sodium hydroxide solution. The aqueous monomer solution is then added dropwise slowly with vigorous stirring in the organic sorbitan monostearate solution and the
59 5 - 38 - 62 59 5 - 3 8 - 62
15.3.8315/3/83
Luft in aera. Reaktionsgefäß durch Stickstoff ersetzt. Der erhaltenen Emulsion wird eine Lösung von 0,07 g 2,2'~Azobis-iso-butyronitril im Aceton zugesetzt und dann das Reaktionsgemisch allmählich unter Rühren auf 60 0C erwärmt. Bei dieser Temperatur ist die Polymerisationsreaktion innerhalb von 2,5 Stunden beendet, und man erhält eine stabile Emulsion des Copolymerisate.Air in aera. Replaced reaction vessel with nitrogen. The obtained emulsion is added in acetone and then the reaction mixture was gradually heated with stirring to 60 0 C a solution of 0.07 g of 2,2 '~ azobis-iso-butyronitrile. At this temperature, the polymerization reaction is completed within 2.5 hours, and gives a stable emulsion of the copolymers.
b) In einem 1-1-Polymerisationsgefäß werden 67 g Isopar M vorgelegt und auf eine Temperatur von 60 0C angewärmt. Unter Rühren werden dann nacheinander 0,27 Sorbitan-monolaurat, 1,3 g Sorbitan-monostearat, 0,17 Sorbitan-monolaurat und 4,3 g Polyoxiethylen-sorbitan-monostearat zugesetzt und aufgelöst« Unter weiterem schwachem Rühren wird nun ein Stickstoffstrom in die Lösung eingeleitet und deren Temperatur auf 60 0O eingestellt» Inzwischen bereitet man eine wäßrige Monomerenlösung auf folgende Weisesb) In a 1-1-polymerization 67 g of Isopar M are initially introduced and heated up to a temperature of 60 0 C. 0.27 sorbitan monolaurate, 1.3 g sorbitan monostearate, 0.17 sorbitan monolaurate and 4.3 g polyoxiethylene sorbitan monostearate are then added in succession with stirring and dissolved. With further gentle stirring, a stream of nitrogen is now introduced into the Solution introduced and their temperature adjusted to 60 0 O »Meanwhile, preparing an aqueous monomer solution in the following manner
In 9^ ml Wasser werden in einem getrennten Gefäß 2,4· g AMPS, g VIMA, 10,0 g Vinylpyrrolidon und 10,6 g N-Vinyl-formamid unter Rühren gelöst· Diese Lösung wird durch tropfenweisen Zusatz von 10 gew.-%iger wäßriger Natriumhydroxidlösung auf einen pH-Wert von 8 bis 10 eingestellt. Anschließend werden noch 0,1 g Ammoniumpersulfat zugesetzt. Diese wäßrige Monomerenlösung wird unter schnellem Rühren in die in dem Poly« merisationsgefäß vorgelegte organische Phase eingetropft, wodurch die wäßrige Lösung in der organischen Phase emulgiert wird. Die Polymerisationsreaktion setzt nach etwa 30 min ein und äußert sich durch einen Anstieg der Temperatur. Im Verlauf von 15 min steigt die Temperatur auf 80 bis 90 0O. Nach2.4 g of AMPS, g of VIMA, 10.0 g of vinylpyrrolidone and 10.6 g of N-vinyl-formamide are dissolved in 9 ml of water in a separate vessel with stirring. This solution is obtained by dropwise addition of 10 wt. % aqueous sodium hydroxide solution adjusted to a pH of 8-10. Then another 0.1 g of ammonium persulfate are added. This aqueous monomer solution is added dropwise with rapid stirring in the organic phase introduced in the poly merisationsgefäß, whereby the aqueous solution is emulsified in the organic phase. The polymerization reaction starts after about 30 minutes and manifests itself by an increase in the temperature. In the course of 15 min, the temperature rises to 80 to 90 0 O. Nach
8 95 9 5-8 95 9 5-
Abklingen der Polymerisationsreaktion wird das Gemisch noch weitere zwei Stunden auf 80 0O geheizt. Man erhält so eine stabile Emulsion mit einem Polymerengehalt von 30 Gew.-%. Das Molekulargewicht des Polymers istDecay of the polymerization reaction, the mixture is still a further two hours is heated to 80 0 O. This gives a stable emulsion having a polymer content of 30 wt .-%. The molecular weight of the polymer is
Die zwei Emulsionen, die in den Abschnitten a) und b) dieses Beispiels hergestellt wurden, werden gemischt und 5 min lang kräftig gerührt. Die so erhaltene Copolymerzusammensetzung hat einen Oopolymerengehalt von etwa 27 % und stellt ein hochaktives wertvolles Verdickungsmittel für wäßrige Säuren dar.The two emulsions prepared in paragraphs a) and b) of this example are mixed and stirred vigorously for 5 minutes. The copolymer composition thus obtained has an olefin content of about 27 % and is a highly active valuable thickener for aqueous acids.
a) 185,0 Gew.-Teile einer Mischung, enthaltend 84 Gew.-% gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe und 16 Gew.-% Naphten-Kohlenwasserstoffe (Siedebereich der Mischung 192 bis 254 0C), 188,3 Gew.-Teile eines technischen Chloralkane mit einem Chlorgehalt von 66,5 % und einer Dichte von 1,575 g/cnr5 und 32 Gew.-Teile Sorbitan-monooleat werden in einem Reaktionsgefäß, versehen mit Rührer, Thermometer und Stickstoff-Ein- und Auslaßöffnungen, miteinander gemischt.a) 185.0 parts by weight of a mixture containing 84 wt .-% saturated aliphatic hydrocarbons and 16 wt .-% naphthenic hydrocarbons (boiling range of the mixture 192 to 254 0 C), 188.3 parts by weight of a technical Chloroalkanes having a chlorine content of 66.5 % and a density of 1.575 g / cnr 5 and 32 parts by weight of sorbitan monooleate are mixed together in a reaction vessel equipped with stirrer, thermometer and nitrogen inlet and outlet ports.
Wach guter Durchmischung der Bestandsteile wird eine separat hergestellte Lösung von 212,5 Gew.-Teilen Acrylamid in 387,5 Gew.-Teilen Wasser unter starkem Rühren in der vorgelegten organischen Phase emulgiert. Man läßt 30 Minuten lang Stickstoff durch die Mischung streichen und erwärmtBy thorough mixing of the constituents, a separately prepared solution of 212.5 parts by weight of acrylamide in 387.5 parts by weight of water is emulsified with vigorous stirring in the initial organic phase. Nitrogen is allowed to pass through the mixture for 30 minutes and heated
62 112 11 15*3.8362 112 11 15 * 3.83
diese dann innerhalb von 15 min auf eine Temperatur von 60 °C· Nach Zusatz einer Lösung von 0,212 Gewe-Teilen 2s2*-Azo-bis-isobutyronitril in einer kleinen Menge Aceton wird die Emulsion drei Stunden lang auf 60 0O erwärmt. Danach ist die Polymerisationsreaktion abgeschlossen. Man erhält eine nicht klumpende Polymerdispersion, welche keine Neigung zum Absetzen zeigt und bei einem Schergefälle von 29,3 see·""'1 eine Viskosität von 710 m Pa see« aufweist. Das Polymerisat hat einen K-Wert von 201,these then within 15 s * azo-bis-isobutyronitrile in a small amount of acetone, the emulsion is heated to 60 for three hours 0 O 2 min to a temperature of 60 ° C · After addition of a solution of 0.212 parts by weight e 2 , Thereafter, the polymerization reaction is completed. This gives a non-clumping polymer dispersion showing no tendency to sedimentation and has 1 at a shear rate of 29.3 · lake ""'has a viscosity of 710 m Pa lake. " The polymer has a K value of 201,
b) 150 Gew.-Teile einer deodorierten Kerosinfraktion vom Siedebereich 190 bis 240 0O (Exsol D der Esso Chemie, Deutschland) werden in einem I-I-Polymerisationskolben vorgelegt und auf 60 0O erwärmt. Unter schwachem Rühren werden 1,3 Gew.-Teile Sorbitan-monolaurat, 6,5 Gew.-Teile Sorbitan-monostearat, 0,8 Gew.-Teile Sorbitan-monooleat und 22 Gew.-Teile Polyoxyethylen-sorbitan-monostearat nacheinander zugefügt und gelöst. Unter weiterem schwachem Rühren wird ein Stickstoffstrom in die Lösung eingeleitet und die Temperatur auf 60 °0 eingestellt. In einem separaten Gefäß werden in 150 Gew,-Teilen Wasser 30 Gew,-Teile ARCPS, 45 Gew,-Teile Vinylpyrrolidon und 55 Gew,-Teile N-Vinyl-formamid gelöst. Diese Lösung wird durch tropfenweisen Zusatz von 10 gew,-%iger wäßriger Natriumhydroxidlösung auf einen pH-Wert von 8 bis 10 eingestellt. Danach werden 0,3 g Ammoniumpersulfat zugefügti Die so erhaltene wäßrige Monomerenlösung wird dann unter starkem Rühren in die vorgelegte organische Phase eingetropft und emulgiert. Nach etwa 30 min setzt die Polymerisation ein, und die Temperatur steigt spontan innerhalb von 15 min auf 80 bis 90 0O, Nachb) 150 parts by weight of a deodorized Kerosinfraktion boiling range 190 to 240 0 O (Exsol D Esso Chemie, Germany) are placed in an II polymerization and heated to 60 0 O. With gentle stirring, 1.3 parts by weight of sorbitan monolaurate, 6.5 parts by weight of sorbitan monostearate, 0.8 parts by weight of sorbitan monooleate and 22 parts by weight of polyoxyethylene sorbitan monostearate are added in succession and solved. With continued gentle stirring, a stream of nitrogen is introduced into the solution and the temperature is adjusted to 60 ° C. In a separate vessel in 30 parts by weight of water are dissolved 30 parts by weight of ARCPS, 45 parts by weight of vinylpyrrolidone and 55 parts by weight of N-vinylformamide. This solution is adjusted to a pH of 8 to 10 by the dropwise addition of 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution. Thereafter, 0.3 g of ammonium persulfate are added to the resulting aqueous monomer solution is then added dropwise with vigorous stirring in the submitted organic phase and emulsified. After about 30 minutes, the polymerization begins, and the temperature rises spontaneously within 15 min to 80 to 90 0 O, after
8 9 5 9 5 - 41 - ^ 8 9 5 9 5 - 41 - ^
15.3*8315.3 * 83
Abklingen der Polymerisationsreaktion wird die Mischung für weitere zwei Stunden auf 80 0C erwärmt. Man erhält eine stabile Polymer-Knulsion mit einem Polymeren-Gehalt von 30 Gew.-%j das Molekulargewicht des Polymeren beträgt 95 000.After the polymerization reaction has subsided, the mixture is heated to 80 ° C. for a further two hours. This gives a stable polymer Knulsion with a polymer content of 30 wt .-% j the molecular weight of the polymer is 95,000.
c) Die zwei Emulsionen, die in den Abschnitten a) und b) dieses Beispiels hergestellt wurden, werden unter kräftigem Rühren 5 min lang gemischt. Die so erhaltene erfindungsgemäße Copolymer-Zusammensetzung hat einen Oopolymeren-Gehalt von etwa 27 % und stellt ein hochaktives wertvolles Verdickungsmittel für wäßrige Säuren dar·c) The two emulsions prepared in paragraphs a) and b) of this example are mixed with vigorous stirring for 5 minutes. The resulting copolymer composition according to the invention has an olefin content of about 27 % and is a highly active valuable thickener for aqueous acids.
Claims (14)
-CH2-C- (II) f
-CH 2 -C- (II)
worin R und R^ gleich oder verschieden sind und für Alkyl mit 1 bis 4, vorzugsweise 1 oder 29 Kohlenstoffatomen stehen oder die quarternierten Reste der Formeln IX und X und ρ die oben angegebene Bedeutung hat, bedeutet, besteht«,14- 1 ^
in which R and R 1 are identical or different and are alkyl having 1 to 4, preferably 1 or 2, 9 carbon atoms or the quaternized radicals of the formulas IX and X and p has the meaning indicated above,
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