一种新型疏水缔合聚合物设计合成及性能评价

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1、摘要聚合物驱油剂已成为采油科技工作者研究的热点，由于疏水缔合聚合物具有抗温、抗盐、抗剪切、粘弹性好等性能的优点成为了良好的驱油剂；本文以AM、AMPS、二烯丙基甲基十六烷基溴化铵为聚合单体合成一种新型水溶性疏水缔合聚合物，主要在以下几个方面做了不同的研究：（1）以二烯丙基甲胺、溴代十六烷为原料合成出疏水单体二烯丙基甲基十六烷基溴化铵，对合成工艺进行了研究，得出最佳反应条件为：反应温度为70℃，反应原料二烯丙基甲胺与溴代十六烷摩尔比为1:1.2，反应时间为48h，以无水乙醇为溶剂，加量为40%(以反应原料总质量计算)，通过红外图谱、H-NMR及元素分析得知合成产物为

2、二烯丙基甲基十六烷基溴化铵，且产物纯度较高，产率达到83%以上。（2）以AM、AMPS、二烯丙基甲基十六烷基溴化铵为聚合单体合成一种新型水溶性疏水缔合聚合物并对其结构表征，研究了反应时间、反应温度、反应体系的PH值、反应体系的浓度、疏水单体的含量、引发剂浓度6个因素对聚合产物的表观粘度、特性粘数、溶解速率的影响，得出最佳聚合条件为：AM、AMPS和二烯丙基甲基十六烷基溴化铵摩尔比为84.6：15：0.4，反应体系的浓度为15%,反应温度为45℃，反应时间为8h，反应体系的PH值为7~9，引发剂用量（单体总量的质量分数）为0.25%。（3）通过荧光光谱法验证HWSP

3、-0.4疏水基团在溶液中形成了相互缔合的疏水微区，并发现在盐溶液浓度较小的情况下，得出盐的加入使得溶液极性得到改变，I3/I1、Ie/Im出现了不同规律的变法，在CaCl2溶液中形成了“盐桥”，通过ESEM观察到HWSP-0.4水溶液聚集形态，形成了空间网络结构，随着溶液浓度的增大，网孔变的越来越稠密，疏水缔合作用越强。（4）对HWSP-0.4溶液流变性进行了研究，HWSP-0.4溶液浓度的增加，其表观粘度随之增加，浓度为1500mg/L为其临界缔合浓度；NaCl和CaCl2在浓度较小情况下，不同浓度HWSP-0.4溶液表观粘度出现不同的变化，主要是二价金属离子能

4、与离子型疏水缔合聚合物形成“螯合物”，形成一种交联的网状结构，使得溶液表观粘度增大，而钠等一价离子却不能形成这种“螯合物”，在CaCl2浓度达到1%时，HWAP-0.4溶液粘度保持率仍能达到85%以上，说明HWSP-0.4溶液具有优良的抗盐性能。（5）在剪切速率下170S-1下，剪切60min，测定不同浓度的HWSP-0.4溶液在90℃、120℃抗温性，结果表明在90℃溶液的表观粘度都能保持在45%以上，5000mg/L的聚合物溶液在此种测试条件下最后仍能保持50mpa.s以上，显示出该疏水缔合聚合物具有优良的抗温、抗剪切性能。（6）对聚合物溶液的粘弹性测试结果表

5、明：HWSP-0.4溶液具有很好的粘弹性。HWSP-0.4溶液在应力扫描时有一定的线性粘弹区，并且随着溶液浓度的增加，线性粘弹区的范围也增大；定频率定应力扫描实验表明，HWSP-0.4溶液的储能模量G′明显大于耗能模量G″，且聚合物浓度越大，G′越高，溶液粘弹性越好。关键词疏水缔合聚合物；疏水效应；微观聚集形态；流变性；粘弹性；合成AbstractPolymerfloodingagenthasbeenahotspotoftheoperatorinoilfield.Hydrophbicallyassociatingpolymerhasbeenagoodoildisp

6、lacementagentbecauseofitstemperatureresistance,saltstolerance,shearresistanceandexcellentviscoelasticity.Inthispaper,acrylamide,2-acrylamide-2-methylpropanesulfonicacidandtwoallylbasemethylcetylbrominatedammoniumarethemonomers.We'vedonetheresearchinthefollowingrespects.(1)Twoallylbase

7、methylbrominatedammoniumwaspreparedfrommethyldiallyaminecopolymerizedwithbromohexadecane,Ihavestudiedtheoptimalreactioncondition,thereactiontemperatureis70℃,themolarratioofmethydiallyamineandbromohexadecaneis1:1.2,thereactiontimeis48h,usinganhydrousethanolassolvent,addingamountis40%(a

8、sreac