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油田上广泛使用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)/Cr(Ⅲ)凝胶体系作为调剖剂,在增油降水方面,取得显著的效果。深入研究有机铬的结构和性能,以及有机铬凝胶体系的交联动力学和延缓交联机理,对于该技术在现场应用具有重要意义。本文首先以乳酸为配位体与Cr(Ⅲ)反应合成乳酸铬配合物,并通过红外光谱、紫外-可见光谱、原子吸收和元素分析对其进行表征,推测产物的分子式为Cr(C3H5O3)3?6H2O。然后分别使用黏度法和紫外-可见吸光光度法两种方法研究HPAM/Cr(Ⅲ)体系的交联动力学。使用黏度法研究动力学过程中,可将交联过程分为诱导期、加速期和终止期,并得到体系加速期在30~60℃范围内的表观活化能为56.11KJ/mol;使用紫外-可见吸光光度法研究动力学过程中,可将交联过程分为快速交联阶段和慢速交联阶段,并得出体系快速交联阶段在30~60℃范围内的表观活化能为60.95KJ/mol。最后研究了配位体类型和配位体用量对凝胶体系的延缓交联性能影响。有机铬中配位体的络合能力越强,形成的络合物就越稳定,它和HPAM交联反应速度就越慢,成胶时间可以延长到几天甚至更长时间;当在溶液中加入过量的配位体,即配位体浓度增大,则使交联反应有利于逆向进行,使交联反应速度变慢,从而延迟成胶时间。同时得到有机铬凝胶延缓交联机理。铬配合物与聚合物交联反应的速度取决于Cr(Ⅲ)从有机铬中解离速度,解离出来的Cr(Ⅲ)既可能和聚合物上的羧基进行反应,又可以和游离态的配位体从新形成新的有机铬配合物,如此就形成了聚合物上的羧基和游离态配位体对Cr(Ⅲ)的竞争反应。