專利名稱：孿尾疏水締合聚合物的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物的合成方法，具體地說，是涉及一種孿尾疏水締合聚合物 的合成方法。
背景技術(shù)：
7jc W 7K M 個(gè)生 Ma-^ (Hydrophobically Associating Water-soluble Polymer)，包括疏水改性水溶性聚合物(Hydrophobically Modified Water-soluble Polymer)，是指聚合物親水性大分子鏈上帶有少量疏水基團(tuán)的水溶性聚合物。在水溶性大 分子鏈上引入少量的疏水基團(tuán)使其水溶液表現(xiàn)出獨(dú)特的流變性能。在一定的聚合物濃度之 上，疏水部分締合形成動(dòng)態(tài)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而形成很大的超分子鏈聚集體，增大聚合物 的流體力學(xué)體積，顯著地提高溶液的粘度。小分子電解質(zhì)的加入可增加溶劑的極性，使疏水 締合作用增強(qiáng)，產(chǎn)生明顯的抗鹽性。在高剪切作用下，疏水締合形成的動(dòng)態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)被破壞，溶液粘度下降，剪切作用降低或消除后大分子鏈間的物理交聯(lián)重新形成，粘度又 將恢復(fù)，不發(fā)生一般高分子量的聚合物在高剪切速率下的不可逆機(jī)械降解。正是由于其獨(dú) 特的溶液性質(zhì)，它可能在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如三次采油、制藥、太陽能轉(zhuǎn)換、化妝品、涂料、 水處理及減阻劑等。近年來其相關(guān)研究倍受關(guān)注。在國內(nèi)，石油勘探開發(fā)研究院油化所的研究人員首先于1995年開始了對(duì)疏水締 合水溶性聚合物的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這類聚合物有良好的抗溫、抗鹽和抗剪切能力，但在鹽水 中使用時(shí)，需要加入穩(wěn)定劑。此后，四川大學(xué)的黃榮華用丙烯酸正辛酯作疏水單體進(jìn)行了初 步探索，后來又用自己合成的陽離子型表面活性疏水單體2-甲基丙烯酰氧乙基-二甲基 十二烷基溴化胺(MEDMDA)與AM共聚合得到了疏水締合水溶性聚合物，但所得到的水溶性 聚合物的粘度很低，臨界締合濃度很高。1997年，西南石油學(xué)院羅平亞教授從油氣開采工程的實(shí)際需要出發(fā)，獨(dú)立提出了 理想的油氣開采用水溶性聚合物應(yīng)能在溶液中形成結(jié)構(gòu)的設(shè)想，并提出了多種可形成結(jié)構(gòu) 的模型，其中最重要的一種便是疏水締合水溶性聚合物。譚芳等采用氧化-還原體系合成了 AM/AMPS/C16DMAAC共聚物，并考察了不同條件 對(duì)共聚物特性粘數(shù)和轉(zhuǎn)化率的影響，通過對(duì)溶液性能的評(píng)價(jià)，可知該三元疏水聚合物具有 良好的增稠性、抗溫、抗鹽性、剪切恢復(fù)性，同時(shí)也說明了該疏水聚合物在臨界締合濃度以 上，形成以大分子間締合為主的布滿整個(gè)體系的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在三次采油中具有很好的 應(yīng)用前景。王云芳等將丙烯酰氯與二丁基胺反應(yīng)合成了孿尾疏水締合水溶性聚合物，N，N_ 二 丁基丙烯酰胺(DBA)。DBA與丙烯酰胺(AM)經(jīng)自由基微乳液聚合制備了水溶性疏水締合共 聚物P (AM-DBA)。結(jié)果表明，在試驗(yàn)范圍內(nèi)P (AM-DBA)比聚丙烯酰胺具有更優(yōu)異的耐溫耐鹽 性并具有明顯的鹽增稠現(xiàn)象，并解決了疏水締合水溶性聚合物的水溶性與耐溫耐鹽性之間 的矛盾，具有很好的應(yīng)用前景。由于碳氟鍵與碳?xì)滏I相比具有短、強(qiáng)、穩(wěn)定和低極性的特點(diǎn)，因而含氟疏水締合水溶性聚合物具有高熱穩(wěn)定性、高化學(xué)惰性、疏水性更強(qiáng)。王云芳等人將杜邦公司的商品氟表 面活性劑^)1^1 FSN(含全氟烷基的脂肪醇)與丙烯酰氯在低溫下反應(yīng)，合成了含氟丙烯酸 酯AFSN。又將AFSN、AM、AA在水溶液中共聚得到了含氟疏水締合水溶性聚合物PAMF-3和 PAMF-5 (混合單體總質(zhì)量中AFSN分別占0. 3%和0. 5% )。PAMF共聚物在水溶液中的增粘 性、抗鹽性和耐溫性遠(yuǎn)高于超高分子量HPAM。含氟疏水締合水溶性聚合物可望用作耐溫抗 鹽的驅(qū)油聚合物。然而由于氟碳疏水聚合物的水溶性較差，加之價(jià)格方面的原因，因此氟碳 疏水聚合物的研究目前還處于初始階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種孿尾疏水締合聚合物的合成方法，提高合成產(chǎn)物的產(chǎn) 率，并保證孿尾疏水締合聚合物的特性粘數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下孿尾疏水締合聚合物的合成方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將疏水單體和 十二烷基硫酸鈉置于容器中，加蒸餾水?dāng)嚢柚寥芤和该?，轉(zhuǎn)移到三口瓶中；( 冰浴條件 下，在三口瓶中安裝通氮?dú)夤?、?dǎo)氮?dú)夤芎蛿嚢柩b置，并加入蒸餾水；(3)加入AM、丙烯酸、 EDTA、尿素，攪拌至完全溶解；(4)調(diào)節(jié)步驟(3)之后的溶液pH值；(5)通N2氣攪拌，加入過 硫酸銨、亞硫酸氫鈉，換成水浴，恒溫反應(yīng)直到得到聚合物膠體。所述反應(yīng)容器為三口燒瓶。所述步驟的方法為先用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值約為7，然后加入碳酸氫鈉，再 用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH = 10. 0。所述步驟(5)中加入過硫酸銨的時(shí)間為通N2氣攪拌半小時(shí)后。所述步驟(5)中水浴的恒定溫度為20°C。所述步驟(5)中恒溫反應(yīng)的時(shí)間為8h。本發(fā)明的反應(yīng)原理如下
權(quán)利要求
1.孿尾疏水締合聚合物的合成方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將疏水單體和十二烷基硫酸鈉置于容器中，加蒸餾水?dāng)嚢柚寥芤和该?，轉(zhuǎn)移到三口 瓶中；(2)冰浴條件下，在三口瓶中安裝通氮?dú)夤堋?dǎo)氮?dú)夤芎蛿嚢柩b置，并加入蒸餾水；(3)加入AM、丙烯酸、EDTA、尿素，攪拌至完全溶解；(4)調(diào)節(jié)步驟(3)之后的溶液pH值；(5)通N2氣攪拌，加入過硫酸銨、亞硫酸氫鈉，換成水浴，恒溫反應(yīng)直到得到聚合物膠體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孿尾疏水締合聚合物的合成方法，其特征在于，所述反應(yīng)容 器為三口燒瓶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的孿尾疏水締合聚合物的合成方法，其特征在于，所述步驟(4) 的方法為先用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值約為7，然后加入碳酸氫鈉，再用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH = 10. 0。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的孿尾疏水締合聚合物的合成方法，其特征在于，所述步驟(5) 中加入過硫酸銨的時(shí)間為通N2氣攪拌半小時(shí)后。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的孿尾疏水締合聚合物的合成方法，其特征在于，所述步驟(5) 中水浴的恒定溫度為20°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的孿尾疏水締合聚合物的合成方法，其特征在于，所述步驟(5) 中恒溫反應(yīng)的時(shí)間為8h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種孿尾疏水締合聚合物的合成方法，包括以下步驟(1)將疏水單體和十二烷基硫酸鈉置于容器中，加蒸餾水?dāng)嚢柚寥芤和该鳎D(zhuǎn)移到三口瓶中；(2)冰浴條件下，在三口瓶中安裝通氮?dú)夤?、?dǎo)氮?dú)夤芎蛿嚢柩b置，并加入蒸餾水；(3)加入AM、丙烯酸、EDTA、尿素，攪拌至完全溶解；(4)調(diào)節(jié)步驟(3)之后的溶液pH值；(5)通N2氣攪拌，加入過硫酸銨、亞硫酸氫鈉，換成水浴，恒溫反應(yīng)直到得到聚合物膠體。本發(fā)明具有合成方法簡(jiǎn)單易操作，合成產(chǎn)率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08F220/54GK102093503SQ20091021675
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者黃友華 申請(qǐng)人:武侯區(qū)巔峰機(jī)電科技研發(fā)中心