KR20210080499A - 아크릴아미드 공중합체 및 그 제조 방법과 적용 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유전 화학품 분야에 관한 것으로, 구조 단위 A, 구조 단위 B 및 구조 단위 C를 포함하며, 상기 구조 단위 A는 식 (1)로 표시되는 구조를 갖고, 상기 구조 단위 B는 식 (2)로 표시되는 구조를 가지며, 상기 구조 단위 C는 식 (3) 및/또는 식 (4)로 표시되는 구조를 가지며,
여기서, R1은 메틸기 또는 H이며, R2는 -OH, -NH2, -COOH 또는 C2 ~ C12의 알킬기이고, n은 0 ~ 6 사이의 정수이며, a, b 및 c는 각각 독립적으로 0 ~ 2 사이의 정수로부터 선택되는 아크릴아미드 공중합체를 개시한다.
여기서, R1은 메틸기 또는 H이며, R2는 -OH, -NH2, -COOH 또는 C2 ~ C12의 알킬기이고, n은 0 ~ 6 사이의 정수이며, a, b 및 c는 각각 독립적으로 0 ~ 2 사이의 정수로부터 선택되는 아크릴아미드 공중합체를 개시한다.
Description
본 발명은 유전 화학품(oilfield chemicals) 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 아크릴아미드 공중합체 및 그 제조 방법과 적용에 관한 것이다.
폴리머 플러딩 기술은 석유 채취율을 향상시키기 위한 중요한 기술로서, 그 기본 원리는 물 주입에 수용성 폴리머를 추가하여 수용액의 점도를 증가시키고 물/오일 유동도 비를 감소시키며 스윕 부피를 늘리고 스윕 효율을 향상시키며 스윕 영역의 오일 포화도를 감소시킴으로써 석유 채취율을 향상시키는 것이다. 실천을 통해 폴리머 플러딩을 사용하면 석유 채취율을 크게 높일 수 있어 거대한 경제적 및 사회적 이익을 창출할 수 있음이 입증되었다. 인공 합성된 부분 가수 분해 폴리아크릴아미드가 다년간 주로 폴리머 플러딩에 사용되어 왔으나 일반적인 부분 가수 분해 폴리아크릴아미드는 내온 및 내염 성능이 낮아 고온, 고염도 조건에서 수용액의 점도가 현저히 저하되므로 플러딩 효과에 큰 영향을 미치게 된다.
1990 년대에는 유전의 함수량이 계속 증가함에 따라 석유가 매장된 심층의 수분 흡수 단면을 조정하여 액체 흐름 방향을 강제로 전환시키고 물 주입 개발의 채취율을 향상시킬 필요성이 제안되었다. 따라서 딥 프로파일 제어 기술 연구의 새로운 열풍을 일으켰는 바, 이는 오일 안정화 및 수분 제어에 중요한 역할을 하며, 이에 따라 강력한 겔, 약한 겔, 입상 겔과 같은 새로운 화학제가 개발되었다. 그러나 이러한 화학제는 초고 함수 단계에서 심각한 유정 범람과 복잡한 오일-물 관계 등으로 인해 구현 우물에서 가까운 지대에만 작용할 수 있을 뿐 딥 프로파일 제어 및 플러딩 목적을 달성할 수 없어 현장 구현 주기가 짧고 효과가 낮다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 상술한 문제점을 극복하기 위해 고온, 고염도 조건에서 높은 점도를 가지며 오일-물 표면 및 계면 장력을 감소시킬 수 있고 유화 성능이 우수한 아크릴아미드 공중합체 및 그 제조 방법과 적용을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 양태는, 구조 단위 A, 구조 단위 B 및 구조 단위 C를 포함하며, 상기 구조 단위 A는 식 (1)로 표시되는 구조를 갖고, 상기 구조 단위 B는 식 (2)로 표시되는 구조를 가지며, 상기 구조 단위 C는 식 (3) 및/또는 식 (4)로 표시되는 구조를 가지며,
여기서, R1은 메틸기 또는 H이며, R2는 -OH, -NH2, -COOH 또는 C2 ~ C12의 알킬기이고, n은 0 ~ 6 사이의 정수이며, a, b 및 c는 각각 독립적으로 0 ~ 2 사이의 정수로부터 선택되는 아크릴아미드 공중합체를 제공한다.
본 발명의 제2 양태는,
(1) 용액 중합 반응 조건 및 개시제의 존재 하에, 단량체 혼합물을 물에서 중합 반응시켜 공중합체 콜로이드를 얻으며, 상기 단량체 혼합물은 (메트)아크릴아미드[(Meth)acrylamide], 단량체 X 및 단량체 Y를 함유하고, 상기 단량체 X는 식 (5)로 표시되는 구조를 가지며, 상기 단량체 Y는 식 (6) 및/또는 식 (7)로 표시되는 구조를 가지며,
여기서, R2는 -OH, -NH2, -COOH 또는 C2 ~ C12의 알킬기이고, n은 0 ~ 6 사이의 정수이며, a, b 및 c는 각각 독립적으로 0 ~ 2 사이의 정수로부터 선택되는 단계; 및
(2) 상기 공중합체 콜로이드를 가수 분해 반응시켜 아크릴아미드 공중합체를 얻는 단계;를 포함하는 아크릴아미드 공중합체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제3 양태는 본 발명에 기재된 방법에 의해 제조된 아크릴아미드 공중합체를 제공한다.
본 발명의 제4 양태는 본 발명에 기재된 아크릴아미드 공중합체의 적용을 제공한다.
상기 기술적 해결수단을 통해 본 발명에 의해 제공되는 아크릴아미드 공중합체 및 그 제조 방법과 적용은 다음과 같은 유익한 효과를 갖는다.
본 발명은 폴리아크릴아미드의 고분자 사슬에 단량체 X와 단량체 Y를 동시에 도입함으로써, 제조된 폴리아크릴아미드 공중합체가 고온(85℃, 고염도(33000mg/L) 조건에서 높은 점도를 가지며 오일-물 표면 및 계면 장력을 감소시킬 수 있어 유화 성능이 우수하다.
본 발명에 의해 제공되는 아크릴아미드 공중합체는 프로파일 제어 및 플러딩제(PFA, profile control and flooding agent)로 사용될 경우, 기존의 겔 시스템이 아닌 고점도 유체로서 유동성이 우수하여 일정한 주입 압력 하에 딥 프로파일 제어 및 플러딩 목적을 달성할 수 있다.
본 명세서에 개시된 범위 내의 끝점 및 임의의 값은 모두 해당되는 정확한 범위 또는 값으로 한정되지 않으며, 이러한 범위 또는 값은 이러한 범위 또는 값에 가까운 값을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 수치 범위의 경우, 각 범위의 끝점 값 사이, 각 범위의 끝점 값과 단독 점 값사이, 단독 점 값사이를 서로 조합하여 하나 이상의 새로운 수치 범위를 얻을 수 있으며, 이러한 수치 범위는 본 명세서에서 구체적으로 개시된 것으로 간주되어야 한다.
본 발명의 제1 양태는, 구조 단위 A, 구조 단위 B 및 구조 단위 C를 포함하되, 상기 구조 단위 A는 식 (1)로 표시되는 구조를 갖고, 상기 구조 단위 B는 식 (2)로 표시되는 구조를 가지며, 상기 구조 단위 C는 식 (3) 및/또는 식 (4)로 표시되는 구조를 가지며,
여기서, R1은 메틸기 또는 H이며, R2는 -OH, -NH2, -COOH 또는 C2 ~ C12의 알킬기이고, n은 0 ~ 6 사이의 정수이며, a, b 및 c는 각각 독립적으로 0 ~ 2 사이의 정수로부터 선택되는 아크릴아미드 공중합체를 제공한다.
본 발명의 발명자는 연구 과정에서 폴리아크릴아미드의 고분자 구조에 구조 단위 B와 구조 단위 C를 동시에 도입함으로써 제조된 아크릴아미드 공중합체가 고온(85℃, 고염도(33000mg/L) 조건에서 오일-물 표면 및 계면 장력에 영향을 미치지 않으면서 아크릴아미드 공중합체의 점도를 높여 우수한 유화 성능을 갖도록 함으로써 이를 심각한 유정 범람과 복잡한 오일-물 관계 환경에 적응할 수 있도록 하여 딥 프로파일 제어 및 플러딩 목적을 달성할 수 있음을 발견하였다.
아크릴아미드 공중합체의 점도를 더욱 높이는 동시에 그 표면 및 계면 장력을 낮추기 위해, 발명자는 공중합체 중 각 구조 단위의 함량을 연구하였다. 연구 결과, 상기 아크릴아미드 공중합체의 총 중량을 기준으로 상기 구조 단위 A의 함량이 85 ~ 95 중량 %이고 상기 구조 단위 B의 함량이 0.5 ~ 5 중량 %이며 상기 구조 단위 C의 함량이 1 ~ 10 중량 %인 경우, 아크릴아미드 공중합체가 고온, 고염도 조건에서 점도가 더 높고 표면 및 계면 장력이 더 낮음을 발견하였다.
더 나아가, 상기 아크릴아미드 공중합체의 총 중량을 기준으로 상기 구조 단위 A의 함량이 88 ~ 95 중량 %이고 상기 구조 단위 B의 함량이 0.5 ~ 3 중량 %이며, 상기 구조 단위 C의 함량이 1 ~ 9 중량 %인 경우 아크릴아미드 공중합체의 성능이 더 우수하다.
본 발명의 구체적인 실시형태에서, 상기 아크릴아미드 공중합체는 구조 단위 A, 구조 단위 B 및 구조 단위 C를 포함하되, 구조 단위 C는 식 (3) 및 식 (4)로 표시되는 구조를 포함한다. 구조 단위 C가 식 (3) 및 식 (4)로 표시되는 구조 단위를 포함하는 경우, 식 (3) 및 식 (4)로 표시되는 구조 단위의 총 함량은 구조 단위 C의 함량이다.
본 발명의 다른 구체적인 실시형태에서, 식 (2)로 표시되는 구조 단위 B에서, a, b 및 c는 모두 0이다.
본 발명에서, 적외선 스펙트럼(IR), 핵 자기공명(NMR) 및 중합 과정에서 단량체의 투입량등과 같은 종래 기술의 통상적인 방법으로 공중합체 중 각 구조 단위의 함량을 테스트할 수 있다.
본 발명에서, 단량체 투입량을 사용하여 공중합체 중 각 구조 단위의 함량을 결정하는데, 구체적으로 미 반응 단량체의 함량을 테스트하여 실제로 중합에 참여하는 각 단량체의 투입 비율을 결정하고 나아가 공중합체 중 각 구조 단위의 함량을 결정한다.
더 나아가, 본 발명에서, 테스트된 공중합체 중 각 미 반응 단량체의 함량이 모두 0.02% 이하이면, 거의 모든 단량체가 중합 반응에 참여함을 나타낸다. 구체적으로, 상기 잔류 단량체의 함량은 액체 크로마토 그래피에 의해 측정된다.
본 발명에 따르면, 상기 아크릴아미드 공중합체의 점도 평균 분자량은 2700만 ~ 3200만이다.
바람직하게는, 상기 아크릴아미드 공중합체의 점도 평균 분자량은 2800만 ~ 3200만이다.
본 발명에서, 상기 점도 평균 분자량은 우베로드 점도계를 사용하여 일점법으로 측정된다.
본 발명의 제2 양태는,
(1) 용액 중합 반응 조건 및 개시제의 존재 하에, 단량체 혼합물을 물에서 중합 반응시켜 공중합체 콜로이드를 얻으며, 상기 단량체 혼합물은 (메트)아크릴아미드, 단량체 X 및 단량체 Y를 함유하고, 상기 단량체 X는 식 (5)로 표시되는 구조를 가지며, 상기 단량체 Y는 식 (6) 및/또는 식 (7)로 표시되는 구조를 가지며,
여기서, R2는 -OH, -NH2, -COOH 또는 C2 ~ C12의 알킬기이고, n은 0 ~ 6 사이의 정수이며, a, b 및 c는 각각 독립적으로 0 ~ 2 사이의 정수로부터 선택되는 단계; 및
(2) 상기 공중합체 콜로이드를 가수 분해 반응시켜 아크릴아미드 공중합체를 얻는 단계;를 포함하는 아크릴아미드 공중합체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 단량체 X 및 상기 단량체 Y는 모두 시중에서 구입하여 얻을 수 있다.
본 발명에서, 상기 (메트)아크릴아미드는 메타크릴아미드 및 아크릴아미드를 의미한다.
본 발명에서, 공중합 방식을 사용하여 (메트)아크릴아미드를 단량체 X 및 단량체 Y와 공중합하여 아크릴아미드 공중합체를 제조한다. 제조된 아크릴아미드 공중합체는 고온, 고염도 조건에서, 표면 및 계면 활성에 영향을 미치지 않는 전제 하에 높은 점도를 갖는다.
구체적으로, 단량체 X의 도입은 공중합체의 고분자 사슬 간에 약간의 가교를 일으켜 약간의 가교 구조를 형성함으로써 공중합체 분자 사슬 간의 수력학적 부피를 증가시키고 공중합체 수용액이 고온, 고염도 조건에서 여전히 높은 점도를 유지하도록 한다. 단량체 Y의 도입은 공중합체 분자 사슬 간에 일정한 연합 작용을 일으키도록 함으로써 수력학적 부피를 증가시키고 나아가 고온 및 고염도 조건에서 공중합체의 점도를 증가시킨다. 단량체 X 및 단량체 Y의 도입은 고온 및 고염도 조건에서 아크릴아미드 공중합체의 점도를 크게 증가시켜 아크릴아미드 공중합체가 심각한 유정 범람과 복잡한 오일-물 관계 환경에 적응할 수 있도록 함으로써 딥 프로파일 제어 목적을 구현한다.
본 발명에 따르면, 물 100 중량부에 대해, 상기 단량체 혼합물의 사용량은 20 ~ 40 중량부이다.
본 발명에 따르면, 상기 단량체 혼합물의 총량을 기준으로, (메트)아크릴아미드의 사용량은 85 ~ 95 중량 %이고, 상기 단량체 X의 사용량은 0.5 ~ 5 중량 %이며, 상기 단량체 Y의 사용량은 1 ~ 10 중량 %이다.
본 발명에서, 아크릴아미드 공중합체의 점도를 더욱 높이는 동시에 표면 및 계면 장력을 낮추기 위해, 발명자는 공중합체 제조시 각 단량체의 사용량을 연구하였다. 연구 결과, 중합용 단량체의 사용량이 상술한 조건을 만족할 경우, 제조된 아크릴아미드 공중합체가 고온, 고염도 조건에서 더 높은 점도와 더 낮은 표면 및 계면 장력을 가짐을 발견하였다.
바람직하게는, 상기 단량체 혼합물의 총량을 기준으로, (메트)아크릴아미드의 사용량은 88 ~ 95 중량 %이고, 상기 단량체 X의 사용량은 0.5 ~ 3 중량 %이며, 상기 단량체 Y의 사용량은 1 ~ 9 중량 %이다.
본 발명의 구체적인 실시형태에서, 상기 단량체 혼합물은 (메트)아크릴아미드, 단량체 X 및 단량체 Y를 포함하며, 상기 단량체 Y는 식 (6)으로 표시되는 구조를 갖는 단량체 및 식 (7)로 표시되는 구조를 갖는 단량체를 포함한다. 단량체 Y가 식 (6)으로 표시되는 구조를 갖는 단량체 및 식 (7)로 표시되는 구조를 갖는 단량체를 동시에 포함하는 경우, 식 (6) 및 식 (7)로 표시되는 구조를 갖는 단량체의 총 사용량은 단량체 Y의 사용량이다.
본 발명의 다른 구체적인 실시형태에서, 식 (5)로 표시되는 구조를 갖는 단량체 X에서, a, b 및 c는 모두 0이다.
본 발명에 따르면, 상기 용액 중합 반응의 조건은, 상기 용액 중합 반응은 불활성 분위기에서 수행되고, 상기 개시제는 산화-환원 시스템 개시제이며, 온도는 20 ~ 40℃이고, 시간은 8 ~ 10h이며, pH값은 6 ~ 10인 조건을 포함한다.
본 발명에서, 상기 불활성 분위기는 질소와 같이 종래 기술에서 일반적으로 사용되는 불활성 가스에 의해 제공될 수 있다. pH값은 종래 기술에서 일반적으로 사용되는 수단, 예를 들어 수산화나트륨과 같은 알칼리성 물질을 첨가하여 조절할 수 있다.
바람직하게는, 상기 용액 중합 반응의 조건은, 유화제, 착화제, 요소(Urea) 및 촉진제의 존재 하에 수행되는 조건을 더 포함한다.
본 발명에서, 유화제 및 촉진제의 존재는 중합 시스템에서 안정적인 미셀(micelle)의 형성에 유리할 뿐만 아니라 단량체 X 및 단량체 Y의 중합 활성을 크게 증가시킬 수 있어 아크릴아미드 공중합체의 분자량을 증가시키고 공중합체 수용액의 표면 및 계면 활성 장력을 감소시키며 공중합체의 점착성 및 유화 성능을 크게 개선한다.
본 발명에서, 착화제는 시스템 불순물의 영향을 줄일 수 있고, 요소는 공중합체의 수용성을 향상시킬 수 있다. 착화제 및 요소의 첨가는 우수한 표면 및 계면 활성 및 적절한 점도를 갖는 아크릴아미드 공중합체의 제조에 유리하다.
본 발명에 따르면, 상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대해, 상기 산화-환원 시스템 개시제의 사용량은 0.015 ~ 0.15 중량부이고, 상기 유화제의 사용량은 0.05 ~ 1 중량부이며, 상기 착화제의 사용량은 0.01 ~ 0.1 중량부이고, 상기 요소의 사용량은 0.5 ~ 5 중량부이며, 상기 촉진제의 사용량은 0.2 ~ 1 중량부이다.
본 발명에서, 상기 산화-환원 시스템 개시제는 종래 기술에서 일반적으로 사용되는 산화-환원 시스템 개시제일 수 있으며, 바람직하게는 과황산염 산화제 및 아황산염 환원제이다.
구체적으로, 상기 과황산염 산화제는 예를 들어 과황산칼륨, 과황산암모늄 등일 수 있고, 상기 아황산염 환원제는 예를 들어 아황산수소칼륨, 아황산수소나트륨 등일 수 있다.
본 발명에서, 바람직하게는, 상기 과황산염 산화제 및 아황산염 환원제는 수용액의 형태로 중합 시스템에 도입되고, 더욱 바람직하게는, 상기 과황산염 산화제는 질량 농도가 0.2%인 과황산칼륨 수용액 및/또는 과황산암모늄 수용액이며; 상기 아황산염 환원제는 질량 농도가 0.1%인 아황산수소칼륨 수용액 및/또는 아황산수소나트륨 수용액이다.
보다 바람직하게는, 상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대해, 상기 과황산염 산화제는 0.01 ~ 0.1 중량부이고; 상기 아황산염 환원제는 0.005 ~ 0.05 중량부이다.
본 발명에 따르면, 상기 유화제는 중합 시스템이 균일하고 안정적인 분산 시스템 또는 에멀젼을 형성할 수 있도록 하는 물질이며, 바람직하게는 소듐라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate) 및/또는 소듐도데실벤젠설포네이트(sodium dodecylbenzene sulfonate)이다.
본 발명에 따르면, 상기 착화제는 금속 이온과 착이온을 형성할 수 있는 화합물이며, 바람직하게는 에틸렌다이아민사아세트산이소듐(Disodium ethylenediaminetetraacetate) (EDTA-2Na)이다.
본 발명에서, 상기 착화제는 수용액 형태로 중합 시스템에 도입되며, 바람직하게는, 상기 착화제는 질량 농도가 1%인 EDTA-2Na 수용액이다.
본 발명에 따르면, 상기 촉진제는 중합 반응의 진행을 촉진하고 중합 속도를 높일 수 있는 물질이며, 바람직하게는 펜타메틸디에틸렌트리아민(pentamethyldiethylenetriamine)이다.
본 발명에서, 상기 가수 분해 반응은 알칼리성 조건에서 수행될 수 있으며, 알칼리성 조건은 수산화나트륨과 같은 알칼리성 물질을 첨가하여 구현할 수 있고, 알칼리성 물질의 첨가량은 특별히 한정되지 않는 바, 당업자는 중합 반응의 pH값이 상기 범위 내에서 제어될 수만 있으면 반응의 필요에 따라 조정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가수 분해 반응의 조건은 온도가 80 ~ 90℃이고 시간이 2 ~ 3h인 조건을 포함한다.
바람직하게는, 가수 분해 반응 후, 반응 생성물을 과립화, 건조, 분쇄, 체질(sieving)하여 원하는 입경의 아크릴아미드 공중합체 입자를 얻는다. 사용의 편의성을 위해 아크릴아미드 공중합체 입자의 입경은 20 ~ 80 메쉬인 것이 바람직하다.
본 발명에 의해 제공되는 바람직한 구체적 실시형태에 따르면,
아크릴아미드 공중합체의 제조 방법은,
(a) 아크릴아미드를 반응기에 첨가하여 수용액을 만들고 pH값을 조절한 후, 단량체 X, 단량체 Y, 유화제, 착화제 수용액, 요소 및 촉진제를 첨가하고 충분히 교반하여 안정적인 미셀로 형성하는 단계;
(b) 개시제를 첨가하고 불활성 기체를 버블링하여 균일하게 혼합시킨 후, 밀봉하고 용액 중합 반응을 수행하여 폴리머 콜로이드를 얻는 단계;
(C) 콜로이드를 꺼내 과립화한 후 알칼리성 물질을 첨가하여 균일하게 혼합하고 가수 분해 반응을 수행하는 단계; 및
(d) 가수 분해 반응 생성물을 과립화, 건조, 분쇄 및 체질하여 원하는 입경 크기의 폴리머 입자를 얻는 단계;를 포함한다.
공중합체 중 미 반응 단량체의 함량을 테스트하여, 상기 폴리머 입자가 본 발명의 상기 구조의 아크릴아미드 공중합체 입자임을 입증할 수 있다.
본 발명에서, 반죽기를 사용하여 단계 (c)에 기재된 바와 같이 과립화된 콜로이드와 알칼리성 물질의 혼합물을 혼합함으로써 콜로이드와 알칼리성 물질이 충분히 균일하게 혼합되도록 한다.
본 발명의 제3 양태는 본 발명에 기재된 방법에 의해 제조된 아크릴아미드 공중합체를 제공한다.
본 발명의 상술한 방법을 사용하여 제조된 상기 아크릴아미드 공중합체의 점도 평균 분자량은 2700만 ~ 3200만이고, 바람직하게는 2800만 ~ 3200만이다. 상기 아크릴아미드 공중합체 입자의 입경은 20 ~ 80 메쉬이다.
본 발명의 제4 양태는 본 발명에 기재된 아크릴아미드 공중합체의 적용을 제공한다.
본 발명에 따르면, 상기 적용은 바람직하게는 유전에서 프로파일 제어 및 플러딩제(PFA, profile control and flooding agent)로서의 적용이고, 프로파일 제어 및 플러딩제의 사용량은 유전 현장의 구현 요구 사항에 따라 배합될 수 있다.
본 발명에 의해 제공되는 아크릴아미드 공중합체는 고온(85℃, 고염도(33000mg/L) 조건에서 높은 점도를 가지며 오일-물 표면 및 계면 장력을 감소시킬 수 있고 유화 성능이 우수하므로 프로파일 제어 및 플러딩제(PFA, profile control and flooding agent)에 적용되어 딥 프로파일 제어를 구현할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 자세히 설명한다. 이하 실시예에서,
식 (5)로 표시되는 단량체 X(a, b 및 c는 모두 0임), 식 (6)으로 표시되는 단량체(Y1에서, R2는 -COOH이고; Y2에서, R2는 -NH2이며; Y3에서, R2는 -OH이고; Y4에서, R2는 에틸기이며; Y5에서, R2는 n-헥실기이고; Y6에서, R2는 n-도데실기임), 식 (7)로 표시되는 단량체(Y7에서, n=0이고; Y8에서, n=2이며; Y9에서, n=6임)는 모두 Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.에서 구입하고; 실시예 및 비교예에서 사용되는 다른 원료는 모두 시판 제품이다.
아크릴아미드 공중합체의 점도 평균 분자량은 우베로드 점도계를 사용하여 일점법으로 측정된다.
실시예 1
1)
보온 중합 반응 플라스크에 아크릴아미드 19g을 넣고 탈이온수 60g을 넣어 용해시켜 수용액을 만든 후, 수산화나트륨을 넣어 pH를 7로 조절하고, 단량체 X 0.lg, 단량체 Yl(R2는 -COOH임) 0.9g, 소듐라우릴설페이트 O.lg, 1 중량 %의 EDTA-2Na 수용액lg, 요소 O.lg, 펜타메틸디에틸렌트리아민 40mg을 차례로 넣은 후 충분히 교반하여 안정적인 미셀을 형성하며;
2)
30℃에서 30분 동안 용액에 질소를 통과시켜 산소를 퍼지(purge)한 후, 0.2 중량 %의 과황산칼륨 수용액3g 및 0.1 중량 %의 아황산수소나트륨 수용액3g을 첨가하여 반응을 일으키고, 5분 동안 계속 질소를 통과시킨 후 중지하며, 밀봉 후 10시간 동안 중합 반응을 수행하여 폴리머 콜로이드를 얻고;
3) 콜로이드를 꺼내 과립화한 후, 수산화나트륨 과립 알칼리 0.45g을 첨가하여 균일하게 혼합한 다음 90℃에서 2시간 동안 가수 분해 반응을 수행하며;
4) 콜로이드 입자를 꺼내 재차 과립화한 후 60℃에서 일정 중량이 될때까지 건조하고, 분쇄 및 체질하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 백색 입자상 아크릴아미드 공중합체 입자 P1을 얻는다.
P1의 점도 평균 분자량은 3200만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 P1의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 95 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 0.5 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 R2는 -COOH임)의 함량은 4.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 2
1) 보온 중합 반응 플라스크에 아크릴아미드 18g을 넣고 탈이온수 60g을 넣어 용해시켜 수용액을 만든 후, 수산화나트륨을 넣어 pH를 10으로 조절하고, 단량체 X 0.5g, 단량체 Y2(R2는 -NH2임) 1.5g, 소듐라우릴설페이트 0.2g, 1 중량 %의 EDTA-2Na 수용액 lg, 요소 0.5g, 펜타메틸디에틸렌트리아민 100mg을 차례로 넣은 후 충분히 교반하여 안정적인 미셀을 형성하며;
2)
25℃에서 30분 동안 용액에 질소를 통과시켜 산소를 퍼지한 후, 0.2 중량 %의 과황산칼륨 수용액 4g 및 0.1 중량 %의 아황산수소나트륨 수용액 4g을 첨가하여 반응을 일으키고, 5분 동안 계속 질소를 통과시킨 후 중지하며, 밀봉 후 8시간 동안 중합 반응을 수행하여 폴리머 콜로이드를 얻고;
3)
콜로이드를 꺼내 과립화한 후, 수산화나트륨 과립 알칼리 0.5g을 첨가하여 균일하게 혼합한 다음 85℃에서 2.5시간 동안 가수 분해 반응을 수행하며;
4)
콜로이드 입자를 꺼내 재차 과립화한 후 60℃에서 일정 중량이 될때까지 건조하고, 분쇄 및 체질하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 백색 입자상 아크릴아미드 공중합체 입자 P2를 얻는다.
P2의 점도 평균 분자량은 3000만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P2의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 90 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 2.5 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 R2는 -NH2임)의 함량은 7.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 3
1)
보온 중합 반응 플라스크에 아크릴아미드 18g을 넣고 탈이온수 60g을 넣어 용해시켜 수용액을 만든 후, 수산화나트륨을 넣어 pH를 7.5로 조절하고, 단량체 X 0.2g, 단량체 Y1(R2는 -COOH임) 1.8g, 소듐라우릴설페이트 0.lg, 1 중량 %의 EDTA-2Na 수용액 lg, 요소 0.9g, 펜타메틸디에틸렌트리아민 150mg을 차례로 넣은 후 충분히 교반하여 안정적인 미셀을 형성하며;
2)
30℃에서 30분 동안 용액에 질소를 통과시켜 산소를 퍼지한 후, 0.2 중량 %의 과황산칼륨 수용액 l0g 및 0.1 중량 %의 아황산수소나트륨 수용액 l0g을 첨가하여 반응을 일으키고, 5분 동안 계속 질소를 통과시킨 후 중지하며, 밀봉 후 9시간 동안 중합 반응을 수행하여 폴리머 콜로이드를 얻고;
3)
콜로이드를 꺼내 과립화한 후, 수산화나트륨 과립 알칼리 0.45g을 첨가하여 균일하게 혼합한 다음 85℃에서 2시간 동안 가수 분해 반응을 수행하며;
4)
콜로이드 입자를 꺼내 재차 과립화한 후 60℃에서 일정 중량이 될때까지 건조하고, 분쇄 및 체질하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 백색 입자상 아크릴아미드 공중합체 입자 P3을 얻는다.
P3의 점도 평균 분자량은 2800만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P3의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 90 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 1 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 R2는 -COOH임)의 함량은 9 중량 %로 결정되었다.
실시예 4
1)
보온 중합 반응 플라스크에 아크릴아미드 17g을 넣고 탈이온수 60g을 넣어 용해시켜 수용액을 만든 후, 수산화나트륨을 넣어 pH를 6으로 조절하고, 단량체 X lg, 단량체 Y3(R2는 -OH임) 2g, 소듐라우릴설페이트 0.2g, 1 중량 %의 EDTA-2Na 수용액 lg, 요소 lg, 펜타메틸디에틸렌트리아민 200mg을 차례로 넣은 후 충분히 교반하여 안정적인 미셀을 형성하며;
2)
20℃에서 30분 동안 용액에 질소를 통과시켜 산소를 퍼지한 후, 0.2 중량 %의 과황산칼륨 수용액2g 및 0.1 중량 %의 아황산수소나트륨 수용액 2g을 첨가하여 반응을 일으키고, 5분 동안 계속 질소를 통과시킨 후 중지하며, 밀봉 후 8시간 동안 중합 반응을 수행하여 폴리머 콜로이드를 얻고;
3)
콜로이드를 꺼내 과립화한 후, 수산화나트륨 과립 알칼리 0.4g을 첨가하여 균일하게 혼합한 다음80℃에서 3시간 동안 가수 분해 반응을 수행하며;
4)
콜로이드 입자를 꺼내 재차 과립화한 후 60℃에서 일정 중량이 될때까지 건조하고, 분쇄 및 체질하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 백색 입자상 아크릴아미드 공중합체 입자 P4를 얻는다.
P4의 점도 평균 분자량은 2700만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P4의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 85 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 5 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 R2는 -OH임)의 함량은 10 중량 %로 결정되었다.
실시예 5
아크릴아미드의 사용량은 19.6g이고 단량체 Y1의 사용량은 0.3g인 것을 제외하고는 실시예 1의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P5를 얻는다.
P5의 점도 평균 분자량은 2200만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P5의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 98 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 0.5 중량 %이며, 구조 단위 C의 함량은 1.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 6
아크릴아미드의 사용량은 16g이고 단량체 X의 사용량은 2.5g인 것을 제외하고는 실시예 1의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P6을 얻는다.
P6의 점도 평균 분자량은 2100만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P6의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 80 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 12.5 중량 %이며, 구조 단위 C의 함량은 7.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 7
단량체 Y1 대신 단량체 Y4(R2는 에틸기임)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P7을 얻는다.
P7의 점도 평균 분자량은 3200만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P7의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 95 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 0.5 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 R2는 에틸기임)의 함량은 4.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 8
단량체 Y2 대신 단량체 Y6(R2는 n-도데실기임)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P8을 얻는다.
P8의 점도 평균 분자량은 2900만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P8의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 90 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 2.5 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 R2는 n-도데실기임)의 함량은 7.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 9
단량체 Y1 대신 단량체 Y4(R2는 에틸기임)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P9를 얻는다.
P9의 점도 평균 분자량은 3000만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P9의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 90 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 1 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 R2는 에틸기임)의 함량은 9 중량 %로 결정되었다.
실시예 10
단량체 Y3 대신 단량체 Y5(R2는 n-헥실기임)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P10을 얻는다.
P10의 점도 평균 분자량은 2700만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P10의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 85 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 5 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 R2는 n-헥실기임)의 함량은 10 중량 %로 결정되었다.
실시예 11
아크릴아미드의 사용량은 19.6g이고 단량체 Y4의 사용량은 0.3g인 것을 제외하고는 실시예 7의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 PI1을 얻는다.
P11의 점도 평균 분자량은 2200만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P11의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 98 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 0.5 중량 %이며, 구조 단위 C의 함량은 1.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 12
아크릴아미드의 사용량은 16g이고 단량체 X의 사용량은 2.5g인 것을 제외하고는 실시예 7의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P12를 얻는다.
P12의 점도 평균 분자량은 2000만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P12의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 80 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 12.5 중량 %이며, 구조 단위 C의 함량은 7.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 13
단량체 Y1 대신 단량체 Y7(n=0)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P13을 얻는다.
P13의 점도 평균 분자량은 3200만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P13의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 95 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 0.5 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 n=0)의 함량은 4.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 14
단량체 Y2 대신 단량체 Y8(n=2)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P14를 얻는다.
P14의 점도 평균 분자량은 2900만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P14의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 90 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 2.5 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 n=2)의 함량은 7.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 15
단량체 Yl 대신 단량체 Y9(n=6)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P15를 얻는다.
P15의 점도 평균 분자량은 3000만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P15의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 90 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 1 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 n=6)의 함량은 9 중량 %로 결정되었다.
실시예 16
단량체 Y3 대신 단량체 Y7(n=0)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P16을 얻는다.
P16의 점도 평균 분자량은 2700만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P16의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 85 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 5 중량 %이며, 구조 단위 C(여기서 n=0)의 함량은 10 중량 %로 결정되었다.
실시예 17
아크릴아미드의 사용량은 19.6g이고 단량체 Y7의 사용량은 0.3g인 것을 제외하고는 실시예 13의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P17을 얻는다.
P17의 점도 평균 분자량은 2100만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P17의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 98 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 0.5 중량 %이며, 구조 단위 C의 함량은 1.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 18
아크릴아미드의 사용량은 16g이고 단량체 X의 사용량은 2.5g인 것을 제외하고는 실시예 13의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P18을 얻는다.
P18의 점도 평균 분자량은 2000만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P18의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 80 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 12.5 중량 %이며, 구조 단위 C의 함량은 7.5 중량 %로 결정되었다.
실시예 19
단량체 Y7로 Y1을 부분적으로 대체하고 양자의 중량비가 1:1인 것을 제외하고는 실시예 1의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 P19를 얻는다.
P19의 점도 평균 분자량은 3000만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 P19의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 95 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 0.5 중량 %이며, 구조 단위 C1(여기서 R2는 -COOH임)의 함량은 2.25 중량 %이고, 구조 단위 C2(n=0)의 함량은 2.25 중량 %로 결정되었다.
비교예 1
단량체 Y1을 동일한 질량의 단량체 X로 대체한 것을 제외하고 실시예 1의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 D1을 얻는다.
D1의 점도 평균 분자량은 2000만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 D1의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 95 중량 %이고, 구조 단위 B의 함량은 5 중량 %로 결정되었다.
비교예 2
단량체 X를 동일한 질량의 단량체 Y1로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 D2를 얻는다.
D2의 점도 평균 분자량은 1900만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 D2의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 95 중량 %이고, 구조 단위 C의 함량은 5 중량 %로 결정되었다.
비교예 3
단량체 X를 동일한 질량의 단량체 Y4로 대체한 것을 제외하고는 실시예 7의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 D3을 얻는다.
D3의 점도 평균 분자량은 2200만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 D3의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 95 중량 %이고, 구조 단위 C의 함량은 5 중량 %로 결정되었다.
비교예 4
단량체 X를 동일한 질량의 단량체 Y7로 대체한 것을 제외하고는 실시예 13의 방법에 따라 수행하여 입경이 20 ~ 80 메쉬인 아크릴아미드 공중합체 입자 D4를 얻는다.
D4의 점도 평균 분자량은 1900만으로 측정되고;
투입량에 따른 계산을 통해, 상기 아크릴아미드 공중합체 입자 D4의 총 중량을 기준으로 구조 단위 A의 함량은 95 중량 %이고, 구조 단위 C의 함량은 5 중량 %로 결정되었다.
시험예
실시예 및 비교예에서 얻은 아크릴아미드 공중합체 입자를 각각 0.15 중량 %의 수용액으로 배합하고, 각 수용액의 겉보기 점도, 표면 장력 및 계면 장력을 측정하였으며, 시험 결과를 표 1에 나타내였다.
여기서, 아크릴아미드 공중합체 수용액의 겉보기 점도는 Brookfield 점도계로 측정하였으며, 시험 온도는 85℃이고, 염도는 33000mg/L이다. 겉보기 점도가 클수록 이는 공중합체 수용액의 내온 및 내염성이 더 우수함을 의미하고;
순수에서 아크릴아미드 공중합체 수용액의 표면 장력은 DCAT-21 표면 장력계로 측정하였으며, 시험 온도는 25℃이다. 표면 장력이 작을수록 이는 공중합체 수용액의 표면 활성이 더 우수함을 의미하며;
아크릴아미드 공중합체 수용액의 계면 장력은 미국 코노사의 TX500C 계면 장력계로 측정하였으며, 시험 온도는 80℃이고, 실험용 오일는 등유였다. 계면 장력이 작을수록 이는 공중합체 수용액의 계면 활성이 더 우수함을 의미한다.
표 1
표 1의 결과로부터 본 발명에 의해 제공되는 아크릴아미드 공중합체는 온도가 85℃이고 염도가 33000mg/L인 조건에서 겉보기 점도가 더 높고, 우수한 내열성 및 고염도 성능을 나타냄을 보아낼 수 있다. 아울러 표면 장력 및 계면 장력이 더 낮고 우수한 표면 활성을 나타내므로 프로파일 제어제로 사용할 수 있다.
구체적으로, 구조 단위 A, 구조 단위 B 및 구조 단위 C를 동시에 포함하는 아크릴아미드 공중합체는 이의 표면 및 계면 성능에 영향을 미치지 않으면서 아크릴아미드 공중합체의 겉보기 점도를 증가시킬 수 있어 아크릴아미드 공중합체로 하여금 우수한 내열성 및 고염도 성능을 나타낼수 있다.
아크릴아미드 공중합체에서, 구조 단위 A, 구조 단위 B 및 구조 단위 C의 함량이 특정 범위 내인 경우, 제공되는 아크릴아미드 공중합체는 높은 겉보기 점도를 나타낼 뿐만 아니라 표면 및 계면 활성도 현저히 향상되어 보다 우수한 내열성 및 고염도 성능을 나타낸다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 구상의 범위 내에서, 다양한 기술적 특징을 다른 적절한 방식으로 조합하는 것을 포함하여 본 발명의 기술적 해결수단에 대해 다양하고 간단한 변형이 이루어질 수 있으며, 이러한 간단한 변형 및 조합은 모두 본 발명에 공개된 내용으로 간주되어야 하며 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
Claims (11)
- 구조 단위 A, 구조 단위 B 및 구조 단위 C를 포함하며, 상기 구조 단위 A는 식 (1)로 표시되는 구조를 갖고, 상기 구조 단위 B는 식 (2)로 표시되는 구조를 가지며, 상기 구조 단위 C는 식 (3) 및/또는 식 (4)로 표시되는 구조를 가지며,
여기서, R1은 메틸기 또는 H이며, R2는 -OH, -NH2, -COOH 또는 C2 ~ C12의 알킬기이고, n은 0 ~ 6 사이의 정수이며, a, b 및 c는 각각 독립적으로 0 ~ 2 사이의 정수로부터 선택되는 아크릴아미드 공중합체. - 제1항에 있어서,
상기 아크릴아미드 공중합체의 총 중량을 기준으로 상기 구조 단위 A의 함량은 85 ~ 95 중량 %이고, 상기 구조 단위 B의 함량은 0.5 ~ 5 중량 %이며, 상기 구조 단위 C의 함량은 1 ~ 10 중량 %이고;
바람직하게는, 상기 아크릴아미드 공중합체의 총 중량을 기준으로 상기 구조 단위 A의 함량은 88 ~ 95 중량 %이고, 상기 구조 단위 B의 함량은 0.5 ~ 3 중량 %이며, 상기 구조 단위 C의 함량은 1 ~ 9 중량 %인 아크릴아미드 공중합체. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 아크릴아미드 공중합체의 점도 평균 분자량은 2700만 ~ 3200만이고; 바람직하게는, 상기 아크릴아미드 공중합체의 점도 평균 분자량은 2800만 ~ 3200만인 아크릴아미드 공중합체. - (1) 용액 중합 반응 조건 및 개시제의 존재 하에, 단량체 혼합물을 물에서 중합 반응시켜 공중합체 콜로이드를 얻으며, 상기 단량체 혼합물은 (메트)아크릴아미드, 단량체 X 및 단량체 Y를 함유하고, 상기 단량체 X는 식 (5)로 표시되는 구조를 가지며, 상기 단량체 Y는 식 (6) 및/또는 식 (7)로 표시되는 구조를 가지며,
여기서, R2는 -OH, -NH2, -COOH 또는 C2 ~ C12의 알킬기이고, n은 0 ~ 6 사이의 정수이며, a, b 및 c는 각각 독립적으로 0 ~ 2 사이의 정수로부터 선택되는 단계; 및
(2) 상기 공중합체 콜로이드를 가수 분해 반응시켜 아크릴아미드 공중합체를 얻는 단계;를 포함하는 아크릴아미드 공중합체의 제조 방법. - 제4항에 있어서,
물 100 중량부에 대해, 상기 단량체 혼합물의 사용량은 20 ~ 40 중량부이고;
바람직하게는, 상기 단량체 혼합물의 총량을 기준으로 (메트)아크릴아미드의 사용량은 85 ~ 95 중량 %이고, 상기 단량체 X의 사용량은 0.5 ~ 5 중량 %이며, 상기 단량체 Y의 사용량은 1 ~ 10 중량 %이고;
보다 바람직하게는, 상기 단량체 혼합물의 총량을 기준으로 (메트)아크릴아미드의 사용량은 88 ~ 95 중량 %이고, 상기 단량체 X의 사용량은 0.5 ~ 3 중량 %이며, 상기 단량체 Y의 사용량은 1 ~ 9 중량 %인 아크릴아미드 공중합체의 제조 방법. - 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 용액 중합 반응의 조건은, 상기 용액 중합 반응은 불활성 분위기에서 수행되고, 상기 개시제는 산화-환원 시스템 개시제이며, 온도는 20 ~ 40℃이고, 시간은 8 ~ 10h이며, pH값은 6 ~ 10인 조건을 포함하고;
바람직하게는, 상기 용액 중합 반응의 조건은 유화제, 착화제, 요소 및 촉진제의 존재 하에 수행되는 조건을 더 포함하는 아크릴아미드 공중합체의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대해, 상기 산화-환원 시스템 개시제의 사용량은 0.015 ~ 0.15 중량부이고, 상기 유화제의 사용량은 0.05 ~ 1 중량부이며, 상기 착화제의 사용량은 0.01 ~ 0.1 중량부이고, 상기 요소의 사용량은 0.5 ~ 5 중량부이며, 상기 촉진제의 사용량은 0.2 ~ 1 중량부인 아크릴아미드 공중합체의 제조 방법. - 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 산화-환원 시스템 개시제는 과황산염 산화제 및 아황산염 환원제이고;
바람직하게는, 상기 유화제는 소듐라우릴설페이트 및/또는 소듐도데실벤젠설포네이트이며;
바람직하게는, 상기 착화제는 에틸렌다이아민사아세트산이소듐이고;
바람직하게는, 상기 촉진제는 펜타메틸디에틸렌트리아민인 아크릴아미드 공중합체의 제조 방법. - 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가수 분해 반응의 조건은, 온도는 80 ~ 90℃이고, 시간은 2 ~ 3h인 조건을 포함하는 아크릴아미드 공중합체의 제조 방법. - 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 아크릴아미드 공중합체.
- 제1항 내지 제3항 및 제10항 중 어느 한 항에 따른 아크릴아미드 공중합체의 적용으로서,
바람직하게는, 상기 적용은 유전에서 프로파일 제어 및 플러딩제(PFA, profile control and flooding agent)로서의 적용인 아크릴아미드 공중합체의 적용.
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