疏水改性丙烯酰胺共聚物在水溶液中的缔合

罗丹明B荧光探针发现丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BST)/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸钠(NaAMPS)共聚物(PASA)在0.05 g/dL水溶液中疏水微区的黏度已较大,说明PASA具有强的疏水缔合效应。动态光散射结果表明,PASA在0.005 g/dL极稀溶液中,主要以单分子存在,部分单分子链发生了分子内缔合;在0.01 g/dL~0.2 g/dL范围内,溶液中均有构象伸展和卷曲的单分子存在,粒径有单分子区和疏水缔合区;当共聚物浓度增加为0.3 g/dL时,流体力学半径分布为单分散,只有缔合体存在。随着分子中疏水链段含量的增加,0.1 g/dL PASA溶液的疏水缔合体(Rh:2800 nm~5000 nm)的数量增加,溶液黏度显著升高。     

梳型丙烯酰胺共聚物在水溶液中的缔合结构

采用荧光探针研究了丙烯酰胺(AM)/4-乙烯苄基辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚(VBPOE)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)梳型共聚物(PAVA)在水溶液中的疏水缔合微结构。结果发现,在纯水和盐水溶液中,随聚合物浓度的增大,疏水微区的数量和非极性明显增加,但当PAVA浓度高于0.20 g/dL时,疏水微区的非极性趋于恒定,而且0.5 g/dLNaCl的加入对I1/I3值(I1/I3的变化可以表征疏水微区是否形成以及监测疏水缔合微区的变化)的影响极小,这证实了分子链在盐水中的构象仍然较伸展,使得PAVA在盐水中也能形成连续的缔合结构,从而赋予聚合物良好的抗盐和增粘性能。随着盐浓度的增加,缔合微结构的非极性变化不大,但其紧密度和数量增加,Ie/Im值持续增大。     

AM-STD-NaAMPS三元疏水缔合共聚物的表征及耐热性能

以自制的疏水单体苯乙烯衍生物(STD)和丙烯酰胺(AM)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸钠(NaAMPS)为原料,合成了三元疏水缔合水溶液共聚物PASA。用红外光谱、核磁共振1H谱和DSC分析证实了共聚物的结构,采用元素分析测定了聚合物的组成,通过原子力显微镜对聚合物溶液形态的表征,证实了PASA水溶液疏水微区的存在。TG分析显示PASA具有优良的耐热性能,其分解温度高达312℃。PASA浓度为0.1g/dL时,表观粘度达208mPa.s,表明了其聚合物具有优良的增粘能力。     

含大单体四元共聚物的盐诱导增粘和缔合行为EI北大核心CSCD

针对驱油聚合物难以应用于高盐油藏的难题,合成了新型大单体烯丙基辛基酚聚氧乙烯(20)醚(APE),将其与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)和4-乙烯基联苯(VP)共聚,获得了抗盐共聚物PSA。PSA显示了优异的由盐诱导的增粘性能,在70.00g/L NaCl中的临界缔合浓度只有0.3g/L;当NaCl浓度高于40.0g/L后,溶液黏度反而比纯水中的黏度高得多,且随着NaCl浓度的增加急剧上升。探针分析以及原子力显微镜结果显示,PSA分子链在纯水中的构象伸展,通过分子间疏水缔合作用形成了分子链束,高盐的加入使缔合作用显著加强,溶液黏度急剧上升。     

含大单体四元共聚物的盐诱导增粘和缔合行为

针对驱油聚合物难以应用于高盐油藏的难题,合成了新型大单体烯丙基辛基酚聚氧乙烯(20)醚(APE),将其与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)和4-乙烯基联苯(VP)共聚,获得了抗盐共聚物PSA。PSA显示了优异的由盐诱导的增粘性能,在70.00g/L NaCl中的临界缔合浓度只有0.3g/L;当NaCl浓度高于40.0g/L后,溶液黏度反而比纯水中的黏度高得多,且随着NaCl浓度的增加急剧上升。探针分析以及原子力显微镜结果显示,PSA分子链在纯水中的构象伸展,通过分子间疏水缔合作用形成了分子链束,高盐的加入使缔合作用显著加强,溶液黏度急剧上升。     

含氟丙烯酰胺共聚物的合成及性能

为制备性能较好的疏水缔合聚合物,以1H,1H,2H,2H-十七氟癸烷丙烯酸酯(HFA)为疏水单体,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为水溶性单体,采用胶束聚合法合成了含氟丙烯酰胺共聚物(FPAM)。使用红外、荧光、扫描电镜等方法对FPAM结构进行表征,研究了FPAM的耐温、抗盐及抗剪切性能。结果表明,聚合产物结构与疏水单体加量有关,在聚合体系中加入含氟疏水单体后,聚合产物的相对分子质量降低;FPAM中HFA单体结构单元含量先随HFA加量的增加而增大,由于含氟疏水单体的空间位阻效应,当HFA质量分数大于0.4%之后变化趋势变缓。FPAM聚合物中含有HFA强疏水性单体结构单元,在水溶液中会发生疏水缔合作用,到达一定浓度后会形成超分子聚集体,FPAM的临界缔合浓度为300~400mg/L,与相对分子质量较高的丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物相比,含氟疏水缔合聚合物FPAM具有更强的增黏能力和更好的耐温、抗盐及抗剪切性能,可望用于油气开采领域。     

新型缔合聚合物P(AM/POEA)溶液的流变性质

应用黏度法和动态模量研究了新型缔合聚合物P(AM／POEA)的溶液流变性质。该聚合物由丙烯酰胺(AM)和少量2-苯氧乙基丙烯酸酯(POEA)(n(POEA)≤1．0％)组成。结果表明,共聚物的微结构对其溶液的流变性能有重要影响。嵌段共聚物(BP系列)具有显著的增黏能力,而无规共聚物(RP系列)则没有这种作用。这种由分子间的疏水缔合作用而产生的疏水缔合增黏能力与疏水嵌段的数量和长度密切相关．同时进一步研究了聚合物浓度、盐浓度、温度和剪切速率对溶液黏度的影响。动态模量测试表明,该聚合物缔合体系在实验浓度范围内黏性响应占有优势。     

荧光探针研究温敏大分子单体在水溶液中的热缔合行为

通过芘荧光探针研究了基于双丙酮丙烯酰胺(DAAM)的新型温敏大分子单体在溶液中的热缔合行为。结果表明,温敏大分单体的临界缔合浓度(CAC)取决于丙烯酰胺(AM)与DAAM的组成比。DAAM的比例越大,CAC就越低;随着温敏大分子单体中DAAM的含量、大分子单体浓度和溶液pH的增加,芘的I1/I3值降低,疏水缔合作用增强,且温度越高,I1/I3值越低,呈现明显的热缔合行为。温敏大分单体的热缔合行为随组成、浓度和pH变化的这种性质有可能在新型温敏聚合物及凝胶的合成设计上获得应用。     

N,N-二丁基丙烯酰胺及其共聚物的合成

将丙烯酰氯与二丁基胺反应合成了N,N-二丁基丙烯酰胺(DBA),分别用红外光谱、碳谱分析了DBA的结构;DBA与丙烯酰胺(AM)经自由基微乳液聚合制备了水溶性疏水缔合共聚物P(AM-DBA),考察了共聚物中疏水单体含量、共聚物浓度、溶液温度对共聚物水溶液粘度的影响。结果表明,在试验范围内,P(AM-DBA)比聚丙烯酰胺具有更优异的耐温耐盐性能和明显的盐增稠现象。并解决了疏水缔合聚合物的水溶性与耐温耐盐性之间的矛盾。     

NaBr/TX10溶液中疏水改性聚丙烯酸的缔合行为

通过黏度法和动态光散射法研究了疏水改性聚丙烯酸(HMPA)在仲辛基酚聚氧乙烯醚(TX10)/NaBr水溶液中的缔合行为和微观形态。由Huggins方程确定了HMPA在溶液中的特性黏数[η]和Huggins常数KH。在NaBr水溶液中,体系存在尺寸较小的分子线团以及相对较大的缔合聚集体。TX10参与HMPA的疏水缔合,使其微观形态发生变化。结果表明,在引入非离子表面活性剂的盐水溶液中,HMPA经历了解缔合-重新缔合的过程。     

疏水缔合羟乙基纤维素的合成工艺

通过羟乙基纤维素(HEC)与溴代十二烷(简称BD)的大分子反应制得疏水缔合羟乙基纤维素(简称BD-HAHEC),系统研究了合成工艺参数如反应温度、反应时间、活化剂浓度、HEC浓度及疏水单体用量对其增粘性能的影响;通过优化改性工艺参数,获得了具有较高增粘性的BD-HAHEC;并用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、差式扫描量热仪(DSC)和Brookfield转子粘度仪对产品进行了表征。     

非离子型疏水缔合聚合物PBAM的合成

通过自由基胶束共聚法制备了PBAM系列非离子型疏水缔合共聚物,并对聚合反应进行了研究,结果表明,丙烯酰胺的水相聚合反应动力学仍然适用于胶束共聚合过程;在聚合过程中由于表面活性剂胶束的存在,疏水单体在反应初期的嵌入率很高,而后期主要以丙烯酰胺均聚物为主,导致严重的微现结构非均匀性,而这种非均匀性对共聚物的增粘性能有很大的影响。     

氟碳丙烯酸酯对聚丙烯酰胺的改性

用N-丙基,N-羟乙基全氟辛基磺酰胺(FC)与丙烯酸反应得到了N-丙基,N-羟乙基全氟辛基磺酰胺丙烯酸酯(FCA),再通过与丙烯酰胺共聚得了氟碳改性聚丙烯酰胺P(AM—FCA)。考察了共聚物中FCA单体含量、溶液温度、盐浓度、P(AM—FCA)质量分数对溶液粘度的影响．结果表明．在实验范围内．共聚物溶液的表现粘度随P(AM—FCA)质量分数和盐浓度的增加而增加,随溶液温度和FCA单体含量的增加出现极值,共聚物和聚丙烯酰胺相比,具有良好抗温、耐盐性能,可望作为三次采油用驱油荆。     

相渗透率改善剂P（MPEGMA-DMAEMA）的合成及溶液性质

以甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯（MPEGMA）和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）为单体,以AIBA/NaHSO-3NH4S2O8为复合引发剂,采用反相微乳液法合成了一种疏水缔合型共聚物。利用红外光谱分析证实了共聚物的结构,并用F-R法求得DMAEMA和MPEGMA的竞聚率分别为r1=0.32,r2=1.52。此外,...     

N-异丙基丙烯酰胺共聚物的温敏性

采用自由基水溶液聚合方法制备出了N-异丙基丙烯酰胺(N IPA)温敏共聚物P(AM-N IPA);首次在P(AM-N IPA)结构中引入丙烯酸钠(N aAA)单体结构单元,合成了离子型共聚物P(AM-N IPA-N aAA);考察了共聚物P(AM-N IPA)和P(AM-N IPA-N aAA)溶液温敏性的影响因素;分别采用荧光光谱分析法以及乌氏黏度计稀释法对共聚物溶液温敏机理进行了研究。结果表明,不同共聚单体的配比以及单体含量对共聚物溶液低临界溶解温度(LCST)均有显著影响;当温度高于共聚物低临界溶解温度时,共聚物分子链上的疏水基团的缔合作用增强,导致疏水聚集结构的形成,聚合物分子链发生去溶剂化作用,在共聚物稀溶液中表现为线团收缩,在共聚物亚浓溶液中表现为共聚物分子间聚集发生相分离。     

疏水改性PNIPA水凝胶的制备及在表面活性剂溶液中的性能

采用水溶液和水溶液胶束自由基聚合方法分别制备了聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶(PNIPA)和疏水改性PNIPA水凝胶：聚N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸甲酯(MA)／丙烯酸乙酯(EA)／丙烯酸丁酯(BA)／丙烯酸十二酯(DA)水凝胶。研究了凝胶的微观结构及不同结构的水凝胶在表面活性剂溶液中的溶胀行为。结果表明,PNIPA与疏水改性PNIPA水凝胶有着不同的微观形态结构;与PNIPA水凝胶相比,疏水改性PNIPA水凝胶在十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基三甲溴化铵(CTAB)水溶液中的溶胀率增大,温敏性增强。疏水改性水凝胶在溶液中的溶胀行为与凝胶化学结构、溶液组成有关。对于疏水改性丙烯酸酯-NIPA共聚水凝胶,其溶胀率随丙烯酸酯碳链长度的增加而降低,在SDS溶液中的相转变温度远比CTAB溶液中的高,突变温度区间更宽。     

AM/NVP二元共聚物的溶液性能

采用自由基水溶液共聚法制备了丙烯酰胺／N-乙烯基吡咯烷酮二元共聚物(AM／NVP),使用旋转黏度计测定了共聚物水溶液的表观黏度,详细研究了聚合物浓度、聚合物组成、电解质浓度、温度、剪切速率、表面活性荆浓度等因素对聚合物溶液表观黏度的影响。结果表明,丙烯酰胺／N-乙烯基吡咯烷酮二元共聚物的水溶液具有一定的疏水缔合作用,聚合物溶液具有一定的耐温性和耐盐性。