具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)共聚物的合成與性質(zhì)研究.pdf

1、將聚合物用于提高石油采收率時(shí)，需要考慮泵入高剪切、油藏高溫和高礦化度的特點(diǎn)。因此，有必要開發(fā)增粘性能高，耐溫抗鹽、抗剪切性能優(yōu)良且能廣泛應(yīng)用的驅(qū)油聚合物體系，并研究聚合物結(jié)構(gòu)與溶液特性的關(guān)系，探討分子間增粘機(jī)理。本論文主要是研究微交聯(lián)聚合物體系的合成與表征，探索其結(jié)構(gòu)與溶液性能的關(guān)系，通過調(diào)控交聯(lián)度達(dá)到耐溫抗鹽、抗剪切的效果。
　　1.以四羥甲基甘脲(TMGU)為核，將丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)通

2、過乳液聚合得到不同支化程度的水溶性聚合物，并通過核磁、元素分析、熱重分析和光散射進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和形貌表征。通過粘度測(cè)試、流變曲線和粘彈性測(cè)試對(duì)合成樣品進(jìn)行了性質(zhì)測(cè)定。結(jié)果表明在聚合物中適當(dāng)引入支化結(jié)構(gòu)能有效提高聚合物的粘度和耐溫抗剪切性能，支化過度則會(huì)造成聚合物性能的下降，引入支化劑TMGU的量以單體濃度的1mol％為佳，此時(shí)能有效提高聚合物的粘度，并能提高耐溫抗剪切性能。
　　2.以含有N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(Bis)為支化劑將A

3、M、AMPS和熒光單體8-(4-乙烯基芐氧基)-1，3，6-芘三磺酸鈉(SVPT)通過乳液聚合得到不同支化程度的水溶性聚合物，并通過核磁共振、元素分析、熱重分析和光散射進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和形貌表征。通過粘度測(cè)試發(fā)現(xiàn)在聚合物中適當(dāng)引入支化結(jié)構(gòu)能有效提高聚合物的粘度和耐溫抗剪切性能，支化過度則會(huì)造成聚合物性能的下降，最佳支化劑Bis的量以單體濃度的0.4mol％，此時(shí)能有效提高聚合物的粘度，并能提高耐溫抗剪切性能。熒光量子效率測(cè)試表明隨著支化度的升

4、高，其量子產(chǎn)率降低。濃度、溫度和鹽均會(huì)對(duì)熒光強(qiáng)度造成影響。金屬離子Zn2+、Cr3+、Co2+、Fe3+對(duì)聚合物為動(dòng)態(tài)猝滅，而Cd2+、Pb2+、Ni2+對(duì)聚合物為靜態(tài)猝滅。由于Fe3+離子對(duì)聚合物熒光猝滅能力最強(qiáng)，因此該聚合物有作為Fe3+離子熒光檢測(cè)器的潛在價(jià)值。
　　3.以改性納米二氧化硅為核，將AM和AMPS通過乳液聚合得到不同支化程度的水溶性聚合物，并通過核磁共振、紅外光譜、熱重分析和光散射進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和形貌表征。通過粘度

5、測(cè)試發(fā)現(xiàn)在聚合物中適當(dāng)引入支化結(jié)構(gòu)能有效提高聚合物的粘度和耐溫抗鹽抗剪切性能，支化過度則會(huì)造成聚合物性能的下降。引入支化劑改性納米二氧化硅的加入量以0.10g每摩爾單體為佳，此時(shí)能有效提高聚合物的粘度，并能提高耐溫抗鹽抗剪切性能。
　　4.以有機(jī)(TMGU)/無機(jī)（檸檬酸鋁AlCit）復(fù)合交聯(lián)劑交聯(lián)水解聚丙烯酰胺(HPAM)得到了一種新型弱凝膠。無機(jī)交聯(lián)劑AlCit的加入，使HPAM形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)從而有效提高其粘度。在此基礎(chǔ)上有機(jī)交

6、聯(lián)劑TMGU的加入能有效提高交聯(lián)體系的粘度及穩(wěn)定性。該弱凝膠較單一鋁交聯(lián)體系具有更高的粘度，且其粘度能在較長時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。此外，該體系可通過改變Al(Ⅲ)濃度來有效控制其成膠時(shí)間從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交聯(lián)的有效控制，這種特性利于其在不同環(huán)境下的應(yīng)用。
　　5.以N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(Bis)和納米二氧化硅為復(fù)合交聯(lián)劑，以丙烯酸(AA)和AMPS為單體，通過調(diào)控單體配比和中和度合成了一種多孔吸水劑。通過調(diào)控參數(shù)，使吸水劑有不同的性能:吸水

7、量在純水中隨溫度升高而增大或吸水量隨著溫度的升高而先增大后降低，但在生理鹽水中均隨溫度升高而增大。不論在純水還是生理鹽水中，隨著樣品目數(shù)的增大，吸水劑粒徑減小，吸水速率增大，同等吸水時(shí)間下，吸水量增大。在純水中，經(jīng)60s吸水劑最高可吸水2200倍;在生理鹽水中，經(jīng)60s吸水劑最高可吸水130倍。1MPa壓力下4h保水率超過86％，在粘土中保水性能良好。
　　6.以鄰苯三酚作為降解劑對(duì)HPAM在純水和礦化水中的降解行為進(jìn)行了研究。在