聚丙烯酰胺类疏水缔合物的增黏因素研究.pdf

《聚丙烯酰胺类疏水缔合物的增黏因素研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、Vo1．35高等学校化学学报No．92014年9月CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES2037～2042聚丙烯酰胺类疏水缔合物的增黏因素研究曹绪龙，胡岳，宋新旺，祝仰文，韩玉贵，王鲲鹏，郭东升，刘育(1．胜利油田分公司地质科学研究院，东营257015；2．南开大学化学系，元素有机化学国家重点实验室，天津化学化工协同创新中心，天津300071)摘要合成了6种不同修饰度的聚丙烯酰胺疏水聚合物(PAM1～PAM6)，考察了聚合度、共聚物片段含量及疏水基团大小等内部因素和聚合物的抗剪切能力、剪切恢复性及抗盐性等外部因素对这些疏水聚合物分子间、

2、分子内缔合的影响规律．关键词疏水缔合聚合物；聚丙烯酰胺；缔合机理；增黏中图分类号0632．63文献标志码A近年来，疏水缔合物因其重要的理论意义和应用价值而受到广泛关注．三次采油中油藏温度高、矿化度高，需要使用的驱油剂具有很好的增黏能力和很强的耐温、抗盐及抗剪切性能．普通的聚丙烯酰胺由于抗温、抗盐和抗剪切性能较差，限制了其应用．2J．1987年，Evani和Rose_3首次提出了疏水缔合物的概念，它是指在亲水性的大分子链上引入少量疏水基团的水溶性聚合物．在聚合物溶液中，当聚合物的浓度大于临界缔合浓度时，聚合物大分子链之间通过疏水作用和氢键、静电以及范德华力等非共价相互作用

3、缔合在一起，形成了分子间缔合为主的动态物理交联网络础J．这种溶液结构使其水溶液对温度、盐和剪切力的影响表现出独特的流变性．郭拥军等采用相转移催化法，以丙酮为溶剂，设计合成了非离子型疏水单体烯丙基一(对一壬基)苯基醚(ANPE)，并采用三元胶束共聚合方法合成出丙烯酰胺(AM)、丙烯酸钠(AA)和ANPE的梳形结构ANPE．HAWP．其主链以c—c键连接，间隔基团是刚性的苯环结构，以一O一键连接聚合物的主链和疏水基团．自由度较大的间隔基团能够有效减少由疏水基团的相互缔合作用而引起的聚合物主链形变熵的损失，有利于分子间缔合的形成；同时，苯环作为大的刚性间隔基团，会对分子内缔合

4、产生抑制作用．所以，ANPE．HAWP的临界缔合浓度低于直链烷基疏水缔合聚合物十六烷基二甲基烯丙基氯化铵(CDMAAC)，说明其疏水基团能更有效地参与分子间缔合结构的形成，并在较低浓度下形成布满整个溶液的三维空间网络结构．这也表明通过合理选择疏水基团、间隔基团和键的连接方式可以有效地调节疏水缔合作用，改善HAWP的性能⋯．钟传蓉等以自制的苯乙烯衍生物单体(STD)与丙烯酰胺(AM)、2一甲基_2一丙烯酰胺基丙磺酸钠(NaAMPS)共聚得到三元疏水缔合水溶性聚合物PASA，实验结果表明，苯乙烯衍生物的引入使聚合物具有较强的疏水缔合效应而具有优良的增黏和耐热能力．Zhou等

5、¨采用烯丙基聚氧(12)乙烯醚与l一氯丁烷合成得到两亲的大单体烯丙基一聚氧乙烯油酸酯AE。B，AEB与另外2种大单体和丙烯酰胺共聚得到一种新型的梳型聚合物CPAM，其增黏、抗盐和耐温性能均有很大提高．Bock等¨通过胶束聚合的方法，以过硫酸钾为氧化剂的氧化还原体系，采用自由基聚合方式合成了AM／CAM／NaA三元聚合物．结果表明，该缔合聚合物具有与其它聚合物不同的流变性能，由于分子链上疏水基的存在，收稿13期：2014-03-06．基金项目：国家自然科学基金(批准号：91227107)和国家重大专项基金(批准号：2011ZX05011)资助．联系人简介：曹绪龙，男，lg

6、~，教授级高级工程师，主要从事油田提高采收率技术研究．E-mail：caoxulong·slyt@sinopec·tom刘育，男，博士，教授，博士生导师，主要从事主一客体化学和超分子化学研究．E-mail：yuliu@nankai·edu·cn2038高等学校化学学报分子间发生缔合作用，使聚合物溶液的流体力学体积增大，在盐水中具有很好的增黏作用．本文合成了6种模型聚合物(PAM1一PAM6)，通过结构和性能关系探讨了缔合增黏机理，为其用于三次采油奠定了基础．1实验部分～1．1试剂与仪器丙烯酰胺(AM)、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵(ATMAC)、2-丙烯酰胺一2一甲

7、基丙磺酸(AMP—SA)、甲基丙烯酸十二烷酯、4，4一偶氮一-(4一氰基戊酸)、3一溴丙烯、Ⅳ，Ⅳ_二甲基十六烷基胺和J7＼，，Ⅳ．二甲基十八胺等均购自百灵威科技有限公司；乙醇、无水甲醇、过硫酸钠、氢氧化钠、亚硫酸氢钠和氯化钠等均购自天津市科密欧化学试剂有限公司．SCHOTY．Ubbelohde微毛细管黏度计(DIN53810，0．40mmi．d．，德国Schott公司)；AR1500型流变仪(美国TA公司)．1．2实验过程聚合物PAM1，PAM2和PAM3的合成：以合成PAM2为例，向三颈瓶加入5gAM，68mgAMPSA和51mgAT