P(AMPS-MBA)-g-P(AM-DEAM)的合成与温敏行为

以2-氨基乙硫醇盐酸盐(AET)为链转移剂,丙烯酰氯为链端转化剂合成了聚(丙烯酰胺-co-N,N-二乙基丙烯酰胺)(Poly(AM-co-DEAM), PADA)温敏大单体,再与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)通过自由基共聚,得到以PADA为侧链的温敏增稠共聚物(CGPADA)。采用核磁共振、元素分析确定了PADA与CGPADA的分子结构;研究了共聚物溶液的温敏增稠特性,并进一步考察了共聚物质量浓度、剪切速率和盐浓度等因素对其温敏增稠性能的影响。结果表明,当共聚物溶液达到一定浓度时,其具有优良的温敏增稠性,且增稠效果随共聚物质量浓度及外加盐浓度的增加而提升。     

聚合物P(NaAMPS-VCL-DVB)分子结构对其温敏缔合行为的影响

采用可见分光光度计、变温核磁共振氢谱、流变仪等,从浊点和黏度变化方面研究了2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸钠(NaAMPS)/N-乙烯基己内酰胺(VCL)/二乙烯苯(DVB)聚合物PAVD在水溶液中的温敏缔合作用,揭示了PAVD分子结构对其温敏缔合作用的影响规律。可见分光光度计和变温核磁共振氢谱对PAVD水溶液相变过程的跟踪研究表明,聚合物分子中VCL含量越高,浊点越低,且变温核磁共振氢谱测试表明,PAVD分子VCL侧链上亚甲基链段会随着温度的升高而变为疏水性,进而产生疏水缔合作用;流变测试表明,只有当聚合物分子中VCL含量处于一定范围内时,其溶液会出现明显的温敏增稠现象,且VCL含量越高,临界增稠温度越低,温敏增稠现象越显著。最后基于临界增稠温度和浊点的对比分析,对聚合物水溶液的温敏缔合过程进行探讨。     

基于NIPAM和HEMA的温敏性共聚物水溶液性能研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为原料,采用水溶液自由基聚合法制备了N-异丙基丙烯酰胺基温敏水溶性共聚物P(NIPAM-HEMA-AM)和P(NIPAM-HEMA-AM-NaAA)。研究了无机盐及聚合物结构对共聚物低临界溶解温度(LCST)的影响,考察了共聚物浓度、盐浓度、表面活性剂浓度对共聚物溶液流变性能特别是粘温特性的影响。结果显示,随着盐浓度的增加,共聚物溶液的LCST呈下降趋势。共聚物浓度较高时,在LCST附近表现出显著的升温增稠性。在P(NIPAM-HEMA-AM-NaAA)溶液中加入NaCl后溶液黏度增加,升温增稠效应明显。     

温敏聚合物/聚乙烯醇复合溶液的性能

采用聚醋酸乙烯酯(PVAc)醇解的方法制备出了不同醇解度的聚乙烯醇(PVA)。以丙烯酰胺(AM)和温敏性功能单体Macromer为共聚单体,通过自由基水溶液聚合方法制备出了二元温敏水溶性共聚物P(AM-Macromer)。研究了PVA、P(AM-Macromer)及其复合溶液的性能。结果表明,P(AM-Macromer)溶液具有温敏性。PVA溶液黏度随温度的变化规律与其结构有关。PVA与P(AM-Macromer)复合效应明显,该复合溶液具有盐增稠和升温增粘的特性,溶液的弹性随温度的升高而增强;不具备升温增粘效应的高醇解度PVA与P(AM-Macromer)复合具有升温增粘的效应。醇解度较低的PVA与P(AM-Macromer)复合后,溶液出现升温增粘效应的温度明显降低。     

温敏凝胶流变性能动力学研究

应用动态流变实验测定了温敏共聚物的流体特性,分析其在溶胶-凝胶转变过程共聚物溶液随温度变化形成凝胶机理。以室内合成的四元共聚物溶液为基础,采用动态流变实验测定了该共聚物溶液在不同温度、浓度下的剪切模量和损耗模量的变化,确定了凝胶特性,并与试管倒置法比较了凝胶温度。实验结果表明,临界温度为143℃,在一定浓度下(高于接触浓度C*),低于此温度共聚物溶液具有一般粘性流体特性;高于此温度可形成凝胶网络结构;溶液在测试温度(65～240℃)内,其损耗角从56.27°逐渐变为31.04°,溶液体系从粘性流体逐渐到粘弹性流体过渡;说明该溶液在一定浓度下具有温敏特性。     

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。     

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。     

聚合物P(NIPAM-AM-NPA)的合成及溶液性能

以丙烯酸壬基酚聚氧乙烯酯(NPA)、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺为单体,采用自由基水溶液聚合方法制备了水溶性共聚物P(NIPAM-AM-NPA)。采用FT-IR、1H-NMR对该共聚物以表征;研究了共聚物浓度、温度以及不同电解质对共聚物溶液性能的影响。结果表明,随着盐浓度的增加,聚合物溶液表观黏度有较大幅度上升。在相同情况下,NaCl的增粘效果最为显著,而MgCl2和CaCl2则影响不大。该共聚物的盐水溶液在升温条件下可保持良好的增粘作用,适当条件下还会出现黏度随温度升高而上升的独特现象。     

温敏聚合物正辛基苯乙烯/N,N-二乙基丙烯酰胺/丙烯酰胺合成及溶液性能

采用实验室自制的疏水单体对正辛基苯乙烯(OBS)、温敏单体N,N-二乙基丙烯酰胺(DEAM)及亲水单体丙烯酰胺(AM),利用氧化-还原胶束聚合法共聚合成温敏聚合物,并对产物进行红外光谱、核磁共振结构表征,结果表明合成产物为目标聚合物。研究了聚合物溶液的温度敏感性,在不同盐浓度(NaCl,CaCl_2)中的敏感性及与阴离子表面活性剂的复合效应;聚合物溶液随温度的升高黏度出现先增加后降低再增加的变化特点,在45℃黏度达到了最大值;聚合物溶液随着NaCl浓度增加,黏度逐渐增加再逐渐下降又上升的特点,最大黏度处NaCl浓度为10000 mg/L;随着CaCaCl_2浓度的增加,出现黏度逐渐增加又下降的特点,最大黏度处为CaCaCl_2浓度500 mg/L;阴离子表面活性剂和聚合物溶液复合后溶液黏度增加,而且相同浓度的表面活性剂对溶液表观黏度的贡献为:十二烷基硫酸钠十二烷基磺酸钠十二烷基苯磺酸钠。     

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。     

Properties and influence of hydrophobically associating polyacrylamide modified with 2-phenoxylethylacrylate

The properties of hydrophobically associating copolymer P(acrylamide (AM)/2-phenoxylethylacrylate (POEA)), composed of acrylamide and a small amount of POEA (≤ 1.0 mol.%) as hydrophobe, were investigated in aqueous solution under various conditions. The results showed that the solution properties were strongly affected by the microstructure of copolymer. The copolymers (BP series) with hydrophobic microblocky structure exhibited large viscosity enhancement due to the inter-molecular hydrophobic association, while that did not occur for the random copolymers (RP series). The hydrophobic association thickening behaviors were also remarkably dependent on the number and length of the hydrophobic block in polymer chain. Nonlinear viscosity relationship was found as increasing hydrophobe content and SMR (surfactant/hydrophobic monomer molar ratio), and a maximum appeared at the middle position as a result of the competitive effect between inter- and intra- molecular hydrophobic associations. Solution properties were further studied as a function of the polymer concentration, salinity, temperature and shear rate. The block copolymers show high salt tolerance and shear thinning as well as recovery after shear.     

Properties and influence of hydrophobically associating polyacrylamide modified with 2-phenoxylethylacrylate

The properties of hydrophobically associating copolymer P(acrylamide (AM)/2-phenoxylethylacrylate (POEA)), composed of acrylamide and a small amount of POEA (⩽1.0 mol.%) as hydrophobe, were investigated in aqueous solution under various conditions. The results showed that the solution properties were strongly affected by the microstructure of copolymer. The copolymers (BP series) with hydrophobic microblocky structure exhibited large viscosity enhancement due to the intermolecular hydrophobic association, while that did not occur for the random copolymers (RP series). The hydrophobic association thickening behaviors were also remarkably dependent on the number and length of the hydrophobic block in polymer chain. Nonlinear viscosity relationship was found as increasing hydrophobe content and SMR (surfactant/hydrophobic monomer molar ratio), and a maximum appeared at the middle position as a result of the competitive effect between inter- and intra- molecular hydrophobic associations. Solution properties were further studied as a function of the polymer concentration, salinity, temperature and shear rate. The block copolymers show high salt tolerance and shear thinning as well as recovery after shear.     

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。     

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。     

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,...     

阴离子长链疏水缔合水溶性聚合物的合成及溶液性能

利用溶液聚合制备了离子型疏水缔合水溶性共聚物P(AM/AMPS/C11AM),在共聚物结构中引入了既带有疏水长链又带有可离子化的基团,红外光谱确认了所合成的共聚物为目标共聚物;P(AM/AMPS/C11AM)系列共聚物溶液的表观黏度与共聚物浓度有很大关系,即使在极低的共聚物溶液浓度下也具有很好的增粘效果;在一定温度,一定pH值和表面活性剂的条件下,研究了系列共聚物溶液行为,结果与接枝疏水单体改性的丙烯酰胺是不同的。荧光光谱研究证实了共聚物在水溶液中的缔合行为。     

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。     

AM-AMPS-DMDA水溶性疏水两性共聚物溶液性能的研究

采用自由基共聚合反应制备了水溶性丙烯酰胺（ＡＭ）／２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸钠（ＮａＡＭＰＳ）／２－甲基丙烯酰氧乙基－二甲基十二烷基溴化铵（ＤＭＤＡ）疏水两性共聚物。对共聚物稀溶液性质及聚合物组成、聚合物浓度、电解质浓度、温度、剪切速率等因素对共聚物溶液性能的影响进行了研究。结果表明，由于在同一聚合物中引入了疏水结构及两性离子结构，这类疏水两性聚合物表现出较好的耐温抗盐等性能。     

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。