本發(fā)明屬于功能高分子領(lǐng)域,涉及一種含苯基和氟碳鏈的疏水單體,以及基于該單體的疏水締合聚合物。
背景技術(shù):
疏水締合聚合物是指在水溶性聚合物的親水大分子鏈上引入少量的疏水基團(tuán)的一類聚合物。在由疏水締合聚合物構(gòu)成的溶液中,聚合物分子中的疏水基團(tuán)以類似表面活性劑憎水基相互聚集形成膠束,進(jìn)一步相互聚集成疏水微區(qū),使分子鏈之間產(chǎn)生了締合作用。在濃度較低時(shí),聚合物分子以分子內(nèi)締合形式存在,分子鏈發(fā)生蜷曲,流體力學(xué)體積減小,特性粘數(shù)降低。當(dāng)濃度高于某一濃度(臨界締合濃度)時(shí),聚合物分子鏈呈疏松伸展?fàn)顟B(tài),形成以分子間締合為主的動(dòng)態(tài)物理交聯(lián)結(jié)構(gòu),即形成了很大的超分子鏈聚集體,聚合物的流體動(dòng)力學(xué)體積增大,特性粘數(shù)迅速增大。小分子電解質(zhì)的加入可增加溶液的極性以及屏蔽分子內(nèi)正負(fù)離子基團(tuán)的相互作用,使增粘效應(yīng)更加明顯,產(chǎn)生明顯的抗鹽性。在高剪切作用下,疏水締合作用下形成的動(dòng)態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)被破壞,溶液粘度降低:當(dāng)剪切作用消失,在締合作用下,分子鏈間的物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)再次形成,粘度又恢復(fù),表現(xiàn)出良好的抗剪切性。在一定范圍內(nèi)升高溫度,分子鏈之間的締合作用更加明顯,粘度升高,表現(xiàn)出良好的抗溫性。正是由于疏水締合聚合物具有以上優(yōu)點(diǎn),在油氣田開發(fā)中,疏水締合聚合物的用量正迅速增長。
在鉆井液方面,疏水締合聚合物常被用作增粘劑。少量的疏水締合聚合物即可提供較大粘度,保證了鉆井液懸浮巖屑的能力,可以高效代替膨潤土的提粘提切功能,減少了鉆井液的固相含量。此外,疏水締合聚合物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以束縛大量的自由水,提高了鉆井液濾失造壁性能。在壓裂液方面,由于疏水締合聚合物具備增稠能力強(qiáng)、破膠性能好、殘?jiān)俚奶攸c(diǎn),可有效代替壓裂液中的植物膠。其能夠降低壓裂液殘?jiān)鼘Φ貙恿芽p的傷害,減弱油氣層中粘度礦物發(fā)生運(yùn)移膨脹,減少大量顆粒封堵孔喉造成油氣傷害的幾率。在三次采油方面,相比于常用的黃 原膠和聚丙烯酰胺驅(qū)油劑,疏水締合聚合物的抗溫、耐鹽和抗剪切性能突出,能夠在埋藏較深、井溫較高和礦化度較高的油氣層使用。
目前,現(xiàn)有的疏水締合聚合物中的疏水單體多是以長碳?xì)滏湠橹鳎r有以非極性區(qū)域面積更大、剛性更強(qiáng)的苯環(huán)為疏水單體的。雖然采用碳氟鏈作為疏水締合基團(tuán)的疏水締合聚合物已有報(bào)道,但由苯環(huán)兼有氟碳鏈的疏水單體構(gòu)建的疏水締合聚合物則未見相關(guān)報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種含苯基和氟碳鏈的疏水單體,以及所述單體的制備方法。
本發(fā)明的又一目的在于提供基于該單體的疏水締合聚合物,以及所述聚合物的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種含苯基和氟碳鏈的疏水單體,所述單體的結(jié)構(gòu)式如式I所示:
式I中,n為1-10的整數(shù),優(yōu)選n≤5。
根據(jù)本發(fā)明,所述單體的制備方法包括:將結(jié)構(gòu)式如II所示的化合物加熱至65-90℃,優(yōu)選80-85℃,然后在惰性氣體保護(hù)下加入催化劑和3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯,反應(yīng)4-8小時(shí),優(yōu)選6-7小時(shí)。
HO-CH2-(CF2)n-CHF2
II
式II中,n為1-10的整數(shù),優(yōu)選n≤5。
n=1時(shí),該化合物為1,1,3-三氫-四氟-1-丙醇;
n=2時(shí),該化合物為1,1,4-三氫-六氟-1-丁醇;
n=3時(shí),該化合物為1,1,5-三氫-八氟-1-戊醇;
n=4時(shí),該化合物為1,1,6-三氫-十氟-1-己醇;
n=5時(shí),該化合物為1,1,7-三氫-十二氟-1-庚醇。
上述反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式如下:
在本發(fā)明的實(shí)施例中,所述化合物II與3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯的摩爾比為1:(1.03-1.20),優(yōu)選為1:1.10。
在本發(fā)明的實(shí)施例中,所述催化劑為二丁基二月桂酸錫,用量為3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯質(zhì)量的0.05%-0.12%,優(yōu)選為0.08-0.10%。
在本發(fā)明的實(shí)施例中,所述單體的制備方法包括:將化合物II水浴加熱至65-90℃,優(yōu)選80-85℃,加熱的同時(shí)抽真空1-2小時(shí),優(yōu)選2小時(shí)。然后在惰性氣體保護(hù)下加入二丁基二月桂酸錫,同時(shí)滴加3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯反應(yīng)4-8小時(shí),優(yōu)選6-7小時(shí)得到粗產(chǎn)物。將粗產(chǎn)物溶于水中,過濾后靜置分層,取下層油狀液體烘干后得到目標(biāo)產(chǎn)物。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中,所述單體的制備方法為:在帶攪拌器、冷凝器和滴液漏斗的干燥三口燒瓶中加入化合物II,滴液漏斗中加入3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯,水浴加熱至82℃,加熱的同時(shí)抽真空2小時(shí)以除去燒瓶內(nèi)的水 分。然后在氮?dú)饣驓鍤獗Wo(hù)下加入二丁基二月桂酸錫,并將滴液漏斗中的3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯滴入三口燒瓶中,反應(yīng)6小時(shí),得到淡黃色透明液體。將該淡黃色透明液體溶于水中,過濾后靜置分層,取下層油狀液體,在50-75℃優(yōu)選68℃下,烘干2-4小時(shí)優(yōu)選4小時(shí),即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
本發(fā)明還提供了所述含苯基和氟碳鏈的疏水單體在疏水增粘領(lǐng)域中的應(yīng)用。具體地,本發(fā)明提供了一種疏水締合型聚合物,其結(jié)構(gòu)式中包括式III、IV和V所示的結(jié)構(gòu)單元:
式III中,R1為酰胺類基團(tuán),優(yōu)選R1的結(jié)構(gòu)式為其中R3和R4選自氫、甲基、乙基或異丙基;式IV中,R2為氫或甲基。
其中,式III、IV和V所示的結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量比為(40-80):(20-60):(0.24-0.68)。
n為1-10的整數(shù),優(yōu)選n≤5,更優(yōu)選n=5。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中,所述聚合物的結(jié)構(gòu)式如式VI所示:
其中,x:y:z=(40-80):(20-60):(0.24-0.68)。
根據(jù)本發(fā)明,所述聚合物在乳化劑和引發(fā)劑存在下,由烯基酰胺、烯基羧酸和本發(fā)明所述含苯基和氟碳鏈的疏水單體經(jīng)自由基膠束聚合反應(yīng)制備得到。
根據(jù)本發(fā)明,所述聚合物的制備方法包括:
1)將烯基酰胺和烯基羧酸溶解在水中,調(diào)溶液pH值至6.0-8.5,優(yōu)選8.0,然后加入所述含苯基和氟碳鏈的疏水單體和乳化劑,得到液相反應(yīng)物,通入惰性氣體以除去溶解的氧氣,充分?jǐn)嚢柚烈合喾磻?yīng)物澄清;
2)加入引發(fā)劑,惰性氣體氛圍中升溫至40-65℃,攪拌下反應(yīng)4-12小時(shí)得到粗產(chǎn)物,將所述粗產(chǎn)物沉淀、過濾、洗滌、干燥后即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
在本發(fā)明的實(shí)施例中,所述烯基酰胺為前述式III所示的結(jié)構(gòu)單元對應(yīng)的烯基酰胺,如丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺或N-異丙基丙烯酰胺。
在本發(fā)明的實(shí)施例中,所述烯基羧酸為前述式IV所示的結(jié)構(gòu)單元對應(yīng)的烯基羧酸,如丙烯酸或甲基丙烯酸。
在本發(fā)明的實(shí)施例中,所述乳化劑為非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑,所述非離子表面活性劑選自聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇辛基苯基醚和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的至少一種,所述陰離子表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十八烷基苯磺酸鈉、十八烷基硫酸鈉和十八烷基磺酸鈉中的至少一 種。
在本發(fā)明的實(shí)施例中,所述引發(fā)劑為水溶性氧化還原引發(fā)劑或水溶性偶氮類化合物引發(fā)劑,所述水溶性氧化還原體系引發(fā)劑選自K2S2O8和NaHSO3復(fù)合引發(fā)劑、(NH4)2S2O8和NaHSO3復(fù)合引發(fā)劑、K2S2O8和Na2SO3復(fù)合引發(fā)劑,以及(NH4)2S2O8和Na2SO3復(fù)合引發(fā)劑中的至少一種。優(yōu)選地,所述K2S2O8與NaHSO3的質(zhì)量比為1:(1-3),(NH4)2S2O8與NaHSO3的質(zhì)量比為1:(1-3),K2S2O8與Na2SO3的質(zhì)量比為1:(1-3),(NH4)2S2O8與Na2SO3的質(zhì)量比為1:(1-3)。所述偶氮類化合物引發(fā)劑為偶氮二異丁基脒鹽酸鹽和/或偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽。
其中,所述烯基酰胺、烯基羧酸和疏水單體的摩爾比為(40-80):(20-60):(0.24-0.68);三種單體在水中總的質(zhì)量濃度為5.0%-15.0%。
在本發(fā)明的實(shí)施例中,所述乳化劑用量為反應(yīng)體系中水的質(zhì)量的2.0%-6.0%。
在本發(fā)明的實(shí)施例中,所述引發(fā)劑用量為烯基酰胺、烯基羧酸和所述單體總質(zhì)量的0.2%-0.8%。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中,所述聚合物的制備方法為:
在反應(yīng)器中依次加入烯基酰胺、烯基羧酸和水,攪拌至完全溶解。用NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH值至6.0-8.5,優(yōu)選8.0。然后加入所述含苯基和氟碳鏈的疏水單體和乳化劑,得到液相反應(yīng)物。室溫下通入惰性氣體以除去溶解的氧氣,充分?jǐn)嚢柚烈合喾磻?yīng)物澄清。加入引發(fā)劑,惰性氣體氛圍中升溫至預(yù)定反應(yīng)溫度40-65℃,攪拌條件下反應(yīng)4-12小時(shí)得到黃色膠狀粗產(chǎn)物。將粗產(chǎn)物加入乙醇沉淀后過濾,得到的固相產(chǎn)物用丙酮洗滌,然后用冰醋酸-乙二醇混合溶劑抽提,真空干燥后即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
本發(fā)明制備的疏水單體能夠?qū)⒈江h(huán)和氟碳鏈兩種基團(tuán)的疏水效應(yīng)相結(jié)合,使得由其制備的疏水締合聚合物具備更強(qiáng)的疏水締合效應(yīng)。此外,苯環(huán)為剛性基團(tuán),可以增強(qiáng)聚合物分子的剛性,阻止其在高礦化度條件下發(fā)生鏈卷曲,提高了聚合物的抗鹽性能。另外即使在高溫作用下,聚合物分子鏈中苯環(huán)會(huì)起到一定的位阻效應(yīng),增大分子熱運(yùn)動(dòng)的阻力,有助于聚合物溶液保持較高的表觀粘度,提高了聚合物的抗溫性能。
所述聚合物的粘均相對分子量為3.4×106-3.6×106,溶液粘度高,具有明顯的抗溫抗鹽性,可用于鉆井液、完井液、壓裂液和三次采油等油田開發(fā)領(lǐng)域。另外,該聚合物的生產(chǎn)工藝簡單、成本較低,有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
附圖說明
圖1為實(shí)施例4-8制備的聚合物溶液濃度與表觀粘度的關(guān)系圖;
圖2為實(shí)施例4-8制備的聚合物溶液溫度與表觀粘度的關(guān)系圖;
圖3為實(shí)施例4-8制備的聚合物在不同濃度的NaCl溶液中與表觀粘度的關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
含苯基氟碳鏈的疏水單體的制備(n=1)
在帶攪拌器、冷凝器和滴液漏斗的干燥三口燒瓶中加入13.206g的1,1,3-三氫-四氟-1-丙醇,滴液漏斗中加入22.1496g的3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯。將三口燒瓶水浴加熱至82℃,加熱的同時(shí)抽真空2小時(shí)以除去水分。氮?dú)獗Wo(hù)下加入0.018g二丁基二月桂酸錫,將滴液漏斗中的3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯滴入三口燒瓶中,攪拌條件下持續(xù)反應(yīng)6小時(shí),得到淡黃色透明液體。將該淡黃色透明液體溶于水中,過濾后靜置分層,取下層油狀液體,置于68℃烘箱中烘干4小時(shí),即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
實(shí)施例2
含苯基氟碳鏈的疏水單體的制備(n=4)
在帶攪拌器、冷凝器和滴液漏斗的干燥三口燒瓶中加入28.208g的1,1,6-三氫-十氟-1-己醇,滴液漏斗中加入22.1496g的3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯。將三口燒瓶水浴加熱至82℃,加熱的同時(shí)抽真空2小時(shí)以除去水分。氮?dú)獗Wo(hù)下加入0.02g二丁基二月桂酸錫,將滴液漏斗中的3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯滴入三口燒瓶中,攪拌條件下持續(xù)反應(yīng)6小時(shí),得到淡黃色透明液體。將該淡黃色透明液體溶于水中,過濾后靜置分層,取下層油狀液體,置于68℃烘箱中烘干4小時(shí),即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
實(shí)施例3
含苯基氟碳鏈的疏水單體的制備(n=5)
在帶攪拌器、冷凝器和滴液漏斗的干燥三口燒瓶中加入16.60g的1,1,7-三氫-十二氟-1-庚醇,滴液漏斗中加入11.07g的3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯。將三口燒瓶水浴加熱至82℃,加熱的同時(shí)抽真空2小時(shí)以除去水分。氮?dú)獗Wo(hù)下加入0.01g二丁基二月桂酸錫,將滴液漏斗中的3-異丙烯基-二甲基芐基異氰酸酯滴入三口燒瓶中,攪拌條件下持續(xù)反應(yīng)6小時(shí),得到淡黃色透明液體。將該淡黃色透明液體溶于水中,過濾后靜置分層,取下層油狀液體,置于68℃烘箱中烘干4小時(shí),即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
實(shí)施例4
聚合物的制備(n=1)
在反應(yīng)器中依次加入63.59g N,N-二乙基丙烯酰胺、28.82g丙烯酸和850g蒸餾水,攪拌至完全溶解,用質(zhì)量百分濃度為5.0%NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值至8.0。加入2.0g實(shí)施例1得到的疏水單體和45.0g聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯(吐溫-20),得到液相反應(yīng)物。室溫條件下通入氮?dú)獠⒊浞謹(jǐn)嚢柚烈合喾磻?yīng)物澄清。加入0.2g(NH4)2S2O8和0.4g NaHSO3,氮?dú)夥諊猩郎刂?2℃,攪拌反應(yīng)8小時(shí),得到黃色膠狀粗產(chǎn)物。
將所述黃色膠狀粗產(chǎn)物加入1200mL乙醇沉淀后過濾,得到固相產(chǎn)物,用丙酮洗滌3次,再以體積比為3:2的冰醋酸-乙二醇混合溶劑為抽提劑對產(chǎn)物用索氏抽提器抽提24小時(shí),25℃下真空干燥至恒重,即得到目標(biāo)產(chǎn)物,其粘均相對分子量為3.50×106。
實(shí)施例5
聚合物的制備(n=4)
在反應(yīng)器中依次加入32.0g丙烯酰胺、40.0g丙烯酸和850g蒸餾水,攪拌至完全溶解,用質(zhì)量百分濃度為5.0%NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值至8.0。加入1.45g實(shí)施例2得到的疏水單體和25.0g十八烷基硫酸鈉,得到液相反應(yīng)物。室溫條件下通入氮?dú)獠⒊浞謹(jǐn)嚢柚烈合喾磻?yīng)物澄清。加入0.26g偶氮二異丁基脒鹽酸鹽,氮?dú)夥諊猩郎刂?6℃,攪拌反應(yīng)12小時(shí),得到黃色膠狀粗產(chǎn)物。
將所述黃色膠狀粗產(chǎn)物加入1000mL乙醇沉淀后過濾,得到固相產(chǎn)物,用丙酮洗滌3次,再以體積比為3:2的冰醋酸-乙二醇混合溶劑為抽提劑對產(chǎn)物用索氏 抽提器抽提24小時(shí),25℃下真空干燥至恒重,即得到目標(biāo)產(chǎn)物,其粘均相對分子量為3.51×106。
實(shí)施例6
聚合物的制備(n=5)
在反應(yīng)器中依次加入32.00g丙烯酰胺、39.63g丙烯酸和750g蒸餾水,攪拌至完全溶解,用質(zhì)量百分濃度為5.0%NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值至8.0。加入2.67g實(shí)施例3得到的疏水單體和30.00g十二烷基硫酸鈉,得到液相反應(yīng)物。室溫條件下通入氮?dú)獠⒊浞謹(jǐn)嚢柚烈合喾磻?yīng)物澄清。加入0.1g(NH4)2S2O8和0.2g NaHSO3,氮?dú)夥諊猩郎刂?5℃,攪拌反應(yīng)8小時(shí),得到黃色膠狀粗產(chǎn)物。
將所述黃色膠狀粗產(chǎn)物加入1600mL乙醇沉淀后過濾,得到固相產(chǎn)物,用丙酮洗滌3次,再以體積比為3:2的冰醋酸-乙二醇混合溶劑為抽提劑對產(chǎn)物用索氏抽提器抽提24小時(shí),25℃下真空干燥至恒重,即得到目標(biāo)產(chǎn)物,其粘均相對分子量為3.48×106。
實(shí)施例7
聚合物的制備(n=5)
在反應(yīng)器中依次加入69.39g N,N-二甲基丙烯酰胺、25.83g甲基丙烯酸和1200g蒸餾水,攪拌至完全溶解,用質(zhì)量百分濃度為5.0%NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值至8.0。加入3.63g實(shí)施例3得到的疏水單體和72.00g壬基酚聚氧乙烯醚-10(OP-10),得到液相反應(yīng)物。室溫條件下通入氮?dú)獠⒊浞謹(jǐn)嚢柚烈合喾磻?yīng)物澄清。加入0.20g偶氮二異丁基脒鹽酸鹽,氮?dú)夥諊猩郎刂?5℃,攪拌反應(yīng)12小時(shí),得到黃色膠狀粗產(chǎn)物。
將所述黃色膠狀粗產(chǎn)物加入1200mL乙醇沉淀后過濾,得到固相產(chǎn)物,用丙酮產(chǎn)物3次,再以體積比為3:2的冰醋酸-乙二醇混合溶劑為抽提劑對產(chǎn)物用索氏抽提器抽提24小時(shí),25℃下真空干燥至恒重,即得到目標(biāo)產(chǎn)物,其粘均相對分子量為3.50×106。
實(shí)施例8
聚合物的制備(n=5)
在反應(yīng)器中依次加入56.58g N-異丙基丙烯酰胺、36.03g丙烯酸和532.33g蒸餾水,攪拌至完全溶解,用質(zhì)量百分濃度為5.0%NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值至8.0。加入1.33g實(shí)施例3得到的疏水單體和21.30g十八烷基苯磺酸鈉,得到液相反應(yīng)物。室溫條件下通入氮?dú)獠⒊浞謹(jǐn)嚢柚烈合喾磻?yīng)物澄清。加入0.19g偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽,氮?dú)夥諊猩郎刂?0℃,攪拌反應(yīng)12小時(shí),得到黃色膠狀粗產(chǎn)物。
將所述黃色膠狀粗產(chǎn)物加入1000mL乙醇沉淀后過濾,得到固相產(chǎn)物,用丙酮洗滌3次,再以體積比為3:2的冰醋酸-乙二醇混合溶劑為抽提劑對產(chǎn)物用索氏抽提器抽提24小時(shí),25℃下真空干燥至恒重,即得到目標(biāo)產(chǎn)物,其粘均相對分子量為3.52×106。
實(shí)施例9
濃度對疏水締合聚合物溶液的表觀粘度的影響
將實(shí)施例4-8制備的疏水締合聚合物和粘均相對分子量為3.50×106的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在蒸餾水中溶解,配制不同濃度的溶液。在測試溫度為20℃,剪切速率為7.34s-1條件下測定溶液的表觀粘度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。
圖1說明隨著濃度的不斷增大,HPAM溶液的表觀粘度呈線性增大趨勢;相比而言,五種疏水締合聚合物溶液在濃度較低時(shí),表觀粘度值較小,甚至低于同等濃度條件下HPAM溶液的表觀粘度值,其原因是由于在低濃度條件下,溶液中的締合作用主要發(fā)生在分子內(nèi)。但隨著濃度的增大,五種疏水締合聚合物溶液的表觀粘度急劇增大,這主要是由于分子間疏水基團(tuán)接觸和碰撞的比例增大,增強(qiáng)了聚合物分子間締合作用,逐漸在溶液中形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增大了流體力學(xué)體積。說明在同等質(zhì)量百分濃度下,相比于常規(guī)聚合物,本發(fā)明的疏水締合聚合物可提供更高的粘度。具體地,對于鉆井液可提高鉆井液的懸浮能力;對于壓裂液可提高懸砂能力;對于驅(qū)油劑可提高驅(qū)油能力。
實(shí)施例10
溫度對疏水締合聚合物溶液的表觀粘度的影響
將實(shí)施例4-8制備的疏水締合聚合物和粘均相對分子量為3.50×106的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在蒸餾水中溶解,配制成濃度為1600mg·L-1的溶液。在 剪切速率為7.34s-1條件下測定不同溫度條件下溶液的表觀粘度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。
圖2說明六種聚合物的表觀粘度隨著溫度的升高均有所減小,但與HPAM相比,實(shí)施例4-8制備的疏水締合聚合物減小趨勢相對緩慢,說明本發(fā)明制備的疏水締合聚合物有明顯的耐溫性。
實(shí)施例11
礦化度對疏水締合聚合物溶液的表觀粘度的影響
將實(shí)施例4-8制備的疏水締合聚合物和粘均相對分子量為3.50×106的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在不同質(zhì)量百分濃度(0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%和4.0%)的NaCl溶液中溶解,其中聚合物濃度均為1600mg·L-1,在測試溫度為20℃,剪切速率為7.34s-1條件下測定不同礦化度條件下溶液的表觀粘度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。
圖3說明由實(shí)施例4-8制備的疏水締合聚合物表觀粘度隨著NaCl濃度的升高而增大,表現(xiàn)出明顯的反聚電解質(zhì)行為。這是由于加入的NaCl有效屏蔽了分子鏈的靜電引力,分子鏈由蜷縮狀態(tài)變?yōu)槭嬲範(fàn)顟B(tài),流體力學(xué)體積增大,導(dǎo)致溶液粘度上升。另外,NaCl的加入增大了溶液的極性,促進(jìn)了分子之間的締合作用,這是溶液粘度升高的又一重要原因。相對而言,HPAM溶液的表觀粘度隨著NaCl濃度的升高而減小,表現(xiàn)出典型的聚電解質(zhì)性質(zhì),這是由于在高礦化度條件下分子發(fā)生蜷縮造成的。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本發(fā)明制備的疏水締合聚合物具有明顯的抗鹽性。
應(yīng)當(dāng)注意的是,以上所述的實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。通過參照典型實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述,但應(yīng)當(dāng)理解為其中所用的詞語為描述性和解釋性詞匯,而不是限定性詞匯??梢园匆?guī)定在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)對本發(fā)明作出修改,以及在不背離本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)對本發(fā)明進(jìn)行修訂。盡管其中描述的本發(fā)明涉及特定的方法、材料和實(shí)施例,但是并不意味著本發(fā)明限于其中公開的特定例,相反,本發(fā)明可擴(kuò)展至其他所有具有相同功能的方法和應(yīng)用。