疏水缔合聚丙烯酰胺

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1、1.2水溶性疏水缔合聚丙烯酞胺的研究进展1.2.1水溶性疏水缔合聚合物的溶液性质[33-39]水溶性疏水缔合聚合物，也包括水溶性疏水改性聚合物，是指在聚合物的亲水性大分子链上含有少量疏水基团的水溶性聚合物，疏水基团的摩尔分数一般不超过2%。与HPAM相比，这类聚合物的分子量不高，但其特有的两亲结构使其溶液特性与一般水溶性聚合物溶液有很大的区别。在水溶液中，水溶性疏水缔合聚合物的疏水基团相互缔合，带电离子基团的静电排斥与吸引作用的相互竞争与协同，使聚合物的大分子链产生分子内或分子间的缔合作用。因此疏水缔合聚合物在溶液中存在一个临界浓度，称为临界缔合浓度(CAC

2、)o当水溶性疏水聚合物的浓度小于CAC时，链段间的疏水作用主要发生在分子内，分子链发生卷曲，流体力学体积较低，体系的特性粘度较小;随聚合物浓度增大并高于CAC聚合物分子链间疏水作用主要以分子间为主，聚合物分子间由于疏水作用缔合形成大的空间网状结构，即“动态物理交联网络结构”，溶液f}k度显著增大。当溶液中存在电解质时，由于溶液极性增大而使得疏水基团间的疏水缔合作用显著增强，聚合物表现出明显的抗盐性。当对溶液进行高剪切作用时，聚合物的疏水基团缔合形成的“交联网络”结构被破坏，溶液勃度降低;剪切作用消除后，聚合物分子间“交联网络”结构重新形成，粘度重新恢复，与常

3、规聚合物不可逆降解不同，聚合物分子表现出一定的抗剪切性。此外，由于疏水缔合是熵驱动的吸热效应，其溶液具有一定的耐温增粘性。与普通聚合物相比显著的耐温、抗盐性及抗剪切性使得水溶性疏水缔合聚合物在三次采油中能得到广泛的应用。另外水溶性疏水缔合聚合物在涂料、药物缓释、污水处理以及纳米粒子、生物大分子的制备等方面也有很人的应用价值。1.2.2水溶性疏水缔合聚合物单体的合成水溶性疏水缔合聚合物通常是由亲水单体和疏水单体共聚制得的。常用的亲水单体是丙烯酞胺(AM)及其衍生物，这主要是由于与其他类型单体相比，丙烯酸胺及其衍生物非常适用于制备相对分子质量较高的水溶性聚合物，

4、而且根据之前文献，在水溶液中制备浓度小于1}(摩尔比)的水溶性疏水缔合物时，丙烯酞胺是最成功的。疏水单体有阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型[[40,41]而阳离子型(大多为季钱型)疏水单体应用最为广泛。下面我们举例进行介绍。(1)亲水单体2一甲基一2一丙烯酞胺基一1一丙磺酸(AMPS)的合成(38,42]0AMPS是丙烯酞胺的衍生物，是常用的水溶性疏水缔合聚合物的亲水单体，因其分子中的磺酸基团是强酸性基团，故水溶性强，能改善对盐的敏感性，是比较常用的水溶性疏水缔合聚合物的亲水单体。合成AMPS的反应方程式如下:罕H3}___}仇H2C=C-CH3+H

5、pC=CH-CN一了HZ-SO’一丫H3C-了一N=C-CH=CHZ—AMPSCH3(2)季钱盐型阳离子疏水单体的合成1431季铰盐型活性单体是很常用的一类阳离子型疏水单体，在这里以嗅化二甲基十二烷基(2一丙烯酞胺基乙基)钱(DAMAB)为例介绍其合成，DAMAB的熔点为70.5}-720C。合成DAMAB的反应方程式如下:PCI3H,C=CH-C-OH一-一一，卜H,C=CH-C-CICC/HCHCH一O““川“C一HC一CH.CHsH,NCH,CH,N了一C日3CH3(CH=)}}CH}BrOCH3IIIII!OHZC=CH-C一NHCHzCH}N-

6、CHZ(CHz)}oCH3Br}(J)非离子型疏水单体的合成非离子型疏水单体包括N一烷基丙烯酞Il=s}.(甲基)丙烯酸!!4、苯乙烯、苯乙烯衍生物以及含氟碳链疏水单体，其中N一烷基丙烯酞胺由于其制备方法简单，所得聚合物溶解度较高等优点而最为常用，但其结构中与疏水基团相连的酞胺基在较高温度(80℃左右)下易发生水解，从而破坏了体系的空间网状结构，溶液薪度随温度升高而迅速降低，在一定程度上制约了其应用[44-47]0LeLe等[48]报道了用傅列德尔一克拉夫茨合成反应制备N一烷基丙烯酞胺，即以丙烯酞胺和氯代烃为原料，无水A1C13做为催化剂，在常温下合成N取代

7、长链烷基丙烯酞胺。Lele等用这种合成方法分别制备了N一十六烷基丙烯酞胺和N一二十二烷基丙烯酞胺，产率均达50%以上。合成N一烷基丙烯酞胺反应式如下:0HZC=CH-C-NH2+RAIC130}}-CI一一一一一一J卜HZC=CH-C-NHR1.2.3水溶性疏水缔合物的聚合方法水溶性疏水缔合聚合物的合成工艺是比较复杂的，但在实验中，将疏水部分连接到水溶性聚合物链上可以采用以下两种方式:一种是直接将疏水单体与水溶性单体进行共聚合反应，另一种是先共聚合再官能化的大分子反应法。前一种方法主要是用于丙烯酞胺类共聚物的合成，后一种方法主要适用于纤维素衍生物及聚丙烯酸的

8、疏水改性等[49,0]2.3.1共聚合法(1)反相微