【文章內容簡介】 況在國內耐溫耐鹽的研究成果非常的顯著，像王中華合成的丙烯酸DMDDAAC/AA/AM/AMPS四元共聚物；馮玉軍等人采用十六烷基二甲基烯丙基氯化胺。以過硫酸鉀為引發(fā)劑, 合成了疏水締合三元共聚物, 它克服了膠束聚合中存在的聚合物純化與后處理困難等問題。研究表明, 該聚合物具有很好的耐溫、抗鹽性能。而在國外。, 而直接使用表面活性大的單體。如丙烯酸聚氧乙烯丙烯酞胺基烷基乙磺酸等, 它們同時含有疏水基與親水基, 采用傳統(tǒng)的自由基水溶液共聚的方法合成了疏水締合共聚物, 當它們與丙烯酞胺共聚時, 得到的聚合物在鹽水中具有較高的粘度. 提高聚合物耐溫抗鹽性能途徑目前，提高聚合物的耐溫抗鹽性能，主要是以丙烯酰胺或丙烯酸類聚合物為基礎，通過聚合物改性或共聚引入其他具有特殊功能的結構單元，包括提高聚合物分子主鏈的熱穩(wěn)定性，引人龐大側基或剛性側基，引入具有特殊功能的結構單元，利用高分子鏈間相互作用，在高分子鏈上引入親油基團和親水基團，與天然高分子接枝共聚，引入具有優(yōu)良表面活性的功能基團。當前提高聚合物耐溫抗鹽性能的途徑有：① 提高聚合物主鏈的熱穩(wěn)定性,通過選用碳鏈高分子和分子主鏈中加入可增加分子鏈剛性的環(huán)狀結構來提高聚合物的熱穩(wěn)定性。 ②引入大側基或剛性基團,引入大側基或剛性基團可使聚合物具有較高的熱穩(wěn)定性。這樣聚合物的水溶液,可在高溫下保持較高的粘度。即使老化過程中有分子鏈斷裂,聚合物溶液的表觀粘度降低幅度也不會太高。 ③引入新的官能團,引入耐鹽的結構單元,如2—丙烯酰胺基2—甲基丙磺酸。引入可抑制酰胺基團水解的結構單元,如N—乙烯基2—吡咯烷酮。引入耐水解的結構單元,如N—烷基丙烯酰胺。④合成兩性離子聚合物。 ⑤合成疏水締合型聚合物等。 耐溫耐鹽丙烯酰胺共聚物①耐溫耐鹽單體共聚物；耐溫、耐鹽單體共聚物是將一種或幾種耐溫、耐鹽的單體與丙烯酰胺共聚,得到的聚合物在高溫、高鹽的條件下水解受到限制,不會出現(xiàn)與鈣、鎂離子反應而發(fā)生沉淀的現(xiàn)象,從而達到耐溫、抗鹽的目的。通過引入抑制酰胺基水解的單體,提高聚合物的耐溫、抗鹽性能。乙烯基吡咯烷酮(NVP)可抑制酰胺基的水解,當NVP用量適當時,可明顯抑制聚合物分子中酰胺基的水解。AM/NVP二元共聚物在高溫(120℃)、高鹽度條件下的性能優(yōu)于聚丙烯酰胺(PAM),當AM∶NVP=1∶1時,放置74個月無沉淀。②兩性聚合物；兩性聚合物是在聚合物鏈上同時引入陽離子和陰離子基團。在鹽水中,由于鹽水對聚合物分子內的陰、陽離子基團相互吸引力的削弱和屏蔽,致使聚合物分子更加舒展,宏觀上表現(xiàn)為粘度升高或粘度下降幅度小,即表現(xiàn)出抗鹽的性能。如AM/AMPS/32丙烯酰胺基2丙基二甲基氯化銨(APDAC)三元共聚物。AM/AM PS/二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)三元共聚物,均具有較好的抗鹽、增粘性。③ 疏水締合聚合物；疏水締合聚合物是指在聚合物親水性大分子鏈上帶有少量疏水基團的水溶性聚合物,其溶液有著自身的特性。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,使大分子鏈產生分子內和分子間締合。在稀溶液中,大分子主要以分子內締合的形式存在,使大分子鏈發(fā)生卷曲,流體力學體積減小,特性粘數(shù)降低。當聚合物濃度高于某一臨界濃度后,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構,流體力學體積增大,特性粘數(shù)大幅度升高。小分子電解質的加入和升高溫度,均可增加溶劑的極性,使疏水締合作用增強。在高剪切作用下,溶液粘度下降,剪切作用降低或消除后,大分子鏈間的物理交聯(lián)重新形成,粘度又將恢復,不發(fā)生一般高分子量聚合物在高剪切速率下的不可逆機械降解。④多元組合聚合物；同時考慮了疏水締合聚合物、兩性聚合物、耐溫耐鹽單體共聚物的特性,將陽離子單體、陰離子單體、耐溫耐鹽單體、疏水單體分別進行組合共聚。⑤梳形聚合物；梳形聚合物是在高分子的側鏈同時帶親水基團和親油基團。由于親油基團和親水基團的相互排斥,使得分子內和分子間的卷曲、纏繞減少,高分子鏈在水溶液中的排列成梳子形狀。梳形聚丙烯酰胺(KY2PAM)具有梳型分子結構的超高分子量的AM/AHPE共聚物,其中共聚單體AHPE結構未知。室內實驗結果表明,在各中礦化度條件下,KYPAM抗鹽聚合物的粘度均大于普通超高分子量PAM,且礦化度越高,其粘度超幅2 實驗部分常規(guī)聚丙烯酰胺主要是通過其分子骨架的水化,水動力學體積增大而起到增粘作用。水解聚丙烯酰胺分子為柔性鏈,在水溶液中表現(xiàn)為無規(guī)線團構象。由于分子鏈不具有剛性,因此很容易受溶液中的鹽、溶液的溫度等條件的影響。利用常規(guī)聚合物解決上述問題的途徑是,增加聚合物用量和提高聚合物分子量,增加用量即意味著增加成本,而提高聚合物分子量又面臨著技術及工藝極限的難題。所以需要尋找提高聚丙烯酰胺聚合物水溶液粘度及耐溫抗鹽性的有效途徑。因此利用反相乳液聚合的方法引入新的官能團是解決的很好方法。 試劑、儀器與材料 試劑和主要試劑來源如下：丙烯酸 分析純（天津市博迪化工有限公司）；丙烯酰胺 分析純（天津市科密歐化學試劑有限公司）2丙烯酰胺2甲基丙基磺酸 工業(yè)品（河南省輝縣市振興化工廠）乙烯基吡咯烷酮 分析純（安徽海豐精細化工股份有限公司）N,N二甲基丙烯酰胺 分析純（北京瑞博龍石油科技發(fā)展有限公司）苯乙烯磺酸鈉 分析純（天津市福晨化學試劑廠）乳化劑(2810) 癸烷 工業(yè)品（江都市弘揚化工有限公司）乙二胺四乙酸 分析純（天津市福晨化學試劑廠）油胺 過硫酸銨 分析純（汕頭市光華化學試劑廠）；亞硫酸氫鈉 分析純（天津市博迪化工有限公司）；氫氧化鈉 分析純（天津市博迪化工有限公司）；氯化鈉 工業(yè)品 主要儀器 輔助設備： 恒溫水浴鍋： 1個JJ1精密增力電動攪拌器： 1個電子天平： 1臺(感量為1mg)高純氮氣瓶： 1個四氟乙烯攪拌器 1個玻璃器皿：容量瓶：250 mL1個，500ml 1個；滴液漏斗：1個細口瓶：100mL，250mL ，500mL，若干；燒杯：50mL，100mL，500mL，若干；量筒：50mL，100mL，500mL；刻度移液管： 10mL；廣口瓶：若干；溫度計：1個；玻璃棒，若干。 實驗中研究的材料介紹 丙烯酸：分子式，C3H4O2。CH2CHCOOH，無色液體，有刺激性氣味。 與水混溶，可混溶于乙醇、乙醚；主要用于樹脂制造。丙烯酰胺：CH2=CHCONH2，無色片狀結晶體；溶于水、丙酮、乙醇，不溶于苯。主要用作合成材料的單體。2丙烯酰胺2甲基丙基磺酸：淡黃色透明液體；由丙烯酸和2丙烯酰胺2甲基丙基磺酸(AMPS)，按一定比例在過硫酸銨引發(fā)下共聚制得，是一種性能較好的阻垢分散劑和緩蝕劑，用于石油化工、化肥、電力等工業(yè)的循環(huán)冷卻水處理。乙烯基吡咯烷酮：又稱N乙烯基2吡咯烷酮；無色液體，與水及醇、醚等多數(shù)有機溶劑可互溶，易聚合，由γ丁內酰胺與乙炔反應制備或由α吡咯烷酮與氨反應制得。主要用于制血漿代用品聚乙烯基吡咯烷酮以及巰基吡咯烷酮，也用作造紙工業(yè)的分散劑、染色助劑、油漆添加劑等，還用于黏合劑和彩色膠片等生產中，是通用試劑，并用于聚(N乙烯吡咯烷酮)的制備。N,N二甲基丙烯酰胺：分子式C5H9NO；無色透明液體，溶于水、乙醇、丙酮、乙醚、二氧陸環(huán)、甲苯、氯仿，不溶于正己烷，有吸濕性。由丙烯酸與二甲胺反應而得。該品容易生成高聚合度的聚合物，可與丙烯酸類單體、苯乙烯、乙酸乙烯等共聚苯乙烯磺酸鈉：分子式C8H7NaO3S乙二胺四乙酸：分子式C10H16N2O8；白色、無味、無嗅的結