【正文】 溫性能評價 實驗室操作步驟 抗溫性能測定，以下為實驗數(shù)據(jù)和實驗分析。同時，由于試樣七和試樣八的疏水締合性能大幅度提高，所以給溶解性帶來一定的影響。 當疏水單體含量增大時，體系有足夠的疏水基團進行分子間的物理交聯(lián)來彌補因為酰胺基團被破壞而損失的粘度，從而起到抗鹽的作用。 同時，鹽的加入使溶液的極性增強，造成在水溶液中疏水基團通過進一步增強分子間疏水締合來實現(xiàn)與水的接 觸體積達到最小，相應(yīng)的物理交聯(lián)點增多，分子間締合形成的物理交聯(lián)結(jié)構(gòu)增大。試樣四到試樣八的疏水基團含量分別為： % % % % % 以上試樣濃度均為 5wt‰ 圖 4 表觀粘度隨鈣離子濃度變化0204060801001201401600 1000 2020 3000 6000 12020 24000 50000鈣離子濃度 ( p p m )表觀粘度(mpa.s)參比二試樣四試樣五試樣六試樣七試樣八 注： 圖中各性能參數(shù)同上表 Ca2+ 濃度(ppm) 試樣 0ppm 1000ppm 2020ppm 3000ppm 6000ppm 12020ppm 24000ppm 50000ppm 參比二 27 13 12 11 四 29 15 13 13 12 五 40 21 18 17 六 25 22 21 18 七 108 93 87 70 67 60 55 八 70 59 51 45 40 31 28 一種新型疏水締合聚合物的研究 第 28 頁 共 42 頁 畢業(yè)設(shè)計 從表和圖中可以看出，在抗鹽實驗過程當中，在疏水單體加入較少的情況下對抗鹽貢獻最大的就是 AMPS 的加入。 同時，我們也可以看出疏水締合聚合物良好的抗剪切性能，對于參比溶液來說，隨著剪切速率的增加，聚合物分子鏈就會產(chǎn)生 斷裂，表現(xiàn)為粘度的下降。 疏水締合性能評價 疏水締合聚合物 的疏水性能是其最大的特性，就是因為這種特殊的性質(zhì)，使得 一種新型疏水締合聚合物的研究 第 25 頁 共 42 頁 畢業(yè)設(shè)計 它的溶液較一般聚合物不同。 疏水基團含量與表觀粘度 實驗 數(shù)據(jù)如下： 表 3 疏水基團含量與表觀粘度 以上被測聚合物濃度均為 % 試 樣 1 2 3 4 5 6 7 8 表觀粘度 () 13 16 29 40 135 100 一種新型疏水締合聚合物的研究 第 24 頁 共 42 頁 畢業(yè)設(shè)計 圖3 疏水基團含量與表觀粘度020406080100120140160% % % % % % % %疏水基團含量表觀粘度 從圖中可看出，試樣一到試樣七的表觀粘度都是上 升的，在試樣七上有一個波峰，從試樣八起，表觀粘度就開始下降。這主要是聚合物濃度增加，有利于分子間的疏水締合，在分子中形成以分子間締合為主的物理交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使溶液的粘度急劇上升。 在疏水基團含量較低時，由于疏水基團少，所以，在溶液中是以分子內(nèi)締合為主，參與分子間締合的分子較少，所以其對粘度的貢獻不大。我們可以用烏氏粘度計測其相對粘度、比濃粘度來反映疏水締合聚合物在相同濃度（ wt）、相同聚合條件下與 PAM在粘度上的較大不同。從外觀上看其粘度很高，但是用手去觸摸，感覺其粘度很小且不粘手。 疏水締合聚合物的鑒定 從疏水締合聚合物的定義可知，在水溶液中，此類聚合物的疏水基團由于疏水作用而發(fā)生聚集，使大分子鏈產(chǎn)生分子內(nèi)和分子間締合。 產(chǎn)物鑒定 十八叔胺 鑒定 由于產(chǎn)物和反應(yīng)物的物理性質(zhì)有很大的差異，所以可以用他們的物理性質(zhì)來區(qū)分是否生成目的產(chǎn)物。如果經(jīng)受 過高鈣離子溶液的破壞后絕對粘度還非?？捎^的話，那么此聚合物在高礦化度下的增粘和疏水締合作用還是很好的，完全可以進行實際運用。然后放回電爐上照 以上步驟加熱到70℃，然后測表觀粘度。將所讀最大 值記入記錄中。在最后時刻將溫度升到 50℃保持 30 分鐘，且將密閉口打開，將未反應(yīng)完的殘余物蒸出。甲酸加完后，攪拌降溫至 45℃，緩慢加入甲醛，溫度不超 一種新型疏水締合聚合物的研究 第 16 頁 共 42 頁 畢業(yè)設(shè)計 過 50~55℃（甲醛一定要慢加，加快之后二氧化碳生成速度太快會造成溢料或是將密封蓋壓出）甲醛加完后在 65℃的條件下攪拌 ~2 小時，直到液面沒有白色氣泡為止，然后 緩慢升溫到 80~85℃，進行回流 2~ 小時。反應(yīng)式如下 ： CH2＝ CH + CH2＝ CH + Cl CH2＝ CH │ │ │ C＝ O C＝ O CH2 │ │ │ NH2 NH CH3─ N+─ CH3 │ │ CH3─ C─ CH3 C18H37 │ CH2─ SO3H CH2─ CH X CH2─ CH Y CH2─ CH Z │ │ │ C＝ O C＝ O CH2 │ │ │ NH2 NH CH3─ N+─ CH3 │ │ CH3─ C─ CH3 C18H37 │ CH2 │ SO3H PH=3 60℃ 引發(fā)劑 密閉回流 40℃ 一種新型疏水締合聚合物的研究 第 14 頁 共 42 頁 畢業(yè)設(shè)計 研究目的 疏水締合水溶性聚合物是一種具有特殊性能的聚合物，其在很多領(lǐng)域具有較高的利用價值。目前，國內(nèi)油田化學(xué)界人士已經(jīng)開始將 AMPS 用于 EOR 聚合物、酸化壓裂處理和 鉆井泥漿添加劑的合成，并取得了初步成效 。酰胺基團使其具有良好的水解穩(wěn)定堿及性、抗酸、抗熱穩(wěn)定性；活潑的碳碳雙鍵使其易于各種烯基類單體發(fā)生聚合、加成反應(yīng)。 一種新型疏水締合聚合物的研究 第 11 頁 共 42 頁 畢業(yè)設(shè)計 十八烷基二甲基丙烯基氯化銨是一種陽離子表面活性劑。 其次是引入最重要的功能基團：十八烷基二甲基丙烯基氯化銨。含疏水基團的水溶性聚合物在淡水和鹽水溶液中的粘度效應(yīng)相近，甚至由于疏水基團的締合作用，使聚合物在鹽水中的粘度比淡水中的高。在分子中引入對鹽不敏感的磺酸。分子量越高的聚合物，粘度降低越明顯。可選擇的絕大多數(shù)可與水混溶的溶劑（如醇，醚，酮等）都由于自由基鏈轉(zhuǎn)移作用而使共聚物分子量偏低。這表明盡管疏水單體在介質(zhì)中粗略分散，仍能參與丙烯酰胺的細粉末狀分散 一種新型疏水締合聚合物的研究 第 8 頁 共 42 頁 畢業(yè)設(shè)計 在丙烯酰胺水溶液中，隨體系轉(zhuǎn)化率的增加，微細粉末狀離子逐漸溶解 。從而將疏水性提到了一個理論高度。隨著共聚物濃度增加，在臨界締合濃度 C*以上，分子間締合大量形成，水溶液表觀粘度急劇增加。乙烯 PEO 疏水締合聚合物進行了深入細致的研究，對末端疏水改性的聚氧化乙烯在水溶液中的聚集結(jié) 法國 Janne Francois 研究小組自 70 年代末期以來一直致力于丙烯酰胺的研究。當聚合物濃度高于某一臨界濃度（臨界締合濃度 C*）后，大分子鏈通過疏水締合作用聚集，形成以分子間締合為主的超分子結(jié)構(gòu) —— 動態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，流體力學(xué)體積增大，溶液粘度大幅度升高。 一種新型疏水締合聚合物的研究 第 1 頁 共 42 頁 畢業(yè)設(shè)計 摘 要 由于疏水締合聚合物的疏水締合作用，其水溶液表現(xiàn)出良好的增粘效應(yīng)、剪切變厚、在鹽存在和高溫的條件下能保持較高的粘度。小分子電解質(zhì)的加入可以增加溶劑的極性，使疏水締合作用增強，因而產(chǎn)生明顯的抗鹽性。今年來對含有疏水端基的聚氧化構(gòu)采用中子散射 ﹑ X射線散射法及熒光光譜進行了靜態(tài)和動態(tài)研究，認為聚集體呈現(xiàn)花式（ Flower）構(gòu)象同時締結(jié)為立方體，并研究了其在水中的締合作用以及表面活性合物的影響。 近年來人們用冷凍透射電鏡、熒光光譜、核磁等研究疏水改性水溶性聚合物 /表面活性劑在溶液中的相互作用特性， 及溶液微觀結(jié)構(gòu)與流變性的關(guān)系。 同時在西南石油學(xué)院以羅平亞院士為首 的研發(fā)小組也展開了這方面的研究，并且得到了長足的進步。 采用該方法得到的稱非均相共聚反應(yīng)。通過這種均相共聚得到的是無規(guī)共聚物，在水溶液中疏水締合效應(yīng)不明顯。氧是造成聚合物分子量降低的主要因素，因此，除氧可以減少聚合物水溶液的粘度降低，從分子設(shè)計的角度來看，選用碳鏈高分子 和在高分子中引入可增加鏈剛性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可使聚合物的熱穩(wěn)定性明顯提高。可使高分子的耐鹽性明顯提高?？捎玫氖杷畣误w有丙烯酸十二烷基酯， N烷基（ C6以上的烷基）、丙烯酰胺、苯乙烯等。由此疏水單體賦予聚合物最重要的疏水締合性能。由于其分子鏈上有一個長長的十八烷基，可做為疏水基團。這些使得 AMPS 在油田化學(xué)、紡織、廢水處理、日化、涂料等方面具有廣泛的應(yīng)用。 丙烯酰胺分子內(nèi)存在雙鍵及酰胺基兩個活性中心，雙鍵具有加成的能力，酰胺基能進行脂肪族酰胺的特征反應(yīng)、水解、脫水、醇解、交聯(lián)等反應(yīng)。但是 由于目前此類聚合物在抗鹽抗溫上還不是很理想，所以本文就針對以上情況設(shè)計了一種新型疏水締合水溶性聚合物?；亓骱髮⒎磻?yīng)物冷卻提純。在反應(yīng)過程中一定要控制好溫度，而且一定要注意藥品的安全性，氯丙烯毒性很大，不能直接排入下水道。 再把擋掛在 600 轉(zhuǎn) /分上。如此類推到 98℃。具體測定方法如下： 配好千分之五的聚合物溶液備用。十八叔胺為淺棕色粘稠液體，凝固點 ℃，凝固后為淺草黃色軟質(zhì)固體，相對密度 ，不溶于水，溶于醇類。在稀溶液中大分子主要以分子內(nèi)締合的形式存在，形成動態(tài)的物理交聯(lián)。 以上是從物理性質(zhì)上進行的辨別。 表 2 疏水締合聚合物粘濃變化 式樣一到式樣六的疏水基團含量（ mol/%）分別為： % % % % % % 比濃 溶液 粘度 質(zhì)量 濃度（ wt‰） 式樣一 式樣二 式樣三 式樣四 式樣五 式樣六 參比一