【正文】 合作用明顯增強(qiáng)。(5)劉伯林等[25]人合成的AM/AMPS(N乙烯基2吡咯烷酮)三元共聚物，由于引人了一些分子鏈剛性強(qiáng)的環(huán)狀基團(tuán)，其耐溫、抗鹽性能好。(4)孫克時(shí)、姚永南[24]等人以AM、DEAM、NaAMPS為單體，通過在水溶液中自由基引發(fā)共聚的方法合成了AM/DEAM/NaAMPs三元共聚物，制得的聚合物分子量大于1200萬。研究反應(yīng)溫度?剪切速率等因素對象合物粘度的影響。研究表明，該聚合物具有很好的耐溫、抗鹽性能，能夠滿足聚合物驅(qū)油的要求。(3)AA/AMPs/MA(馬來酸配)的三元共聚物，具有較強(qiáng)的抗溫、抗鹽能力，降低粘度和切力的效果好閉。該共聚物的降濾失能力強(qiáng)，抗溫度達(dá)180℃，抗鹽至飽和?？果}至飽和，可分別抗?jié)舛葹?20000mg/L，的鈣、鎂離子的污染閉。它在鉆井液體系中有顯著的降濾失作用。采用分散聚合囚法，固定親水單體、疏水單體和陽離子單體的比例聚合得到易溶于水、相對分子質(zhì)量高、能夠穩(wěn)定存在的疏水締合聚丙烯酰胺衍生物的納米粒子，該體系相對于水溶液聚合粘度低、有很好的水溶性。由于該技術(shù)起步較晚，發(fā)展時(shí)間比較短，在諸多方面還處于初步研究階段，對其工業(yè)化、市場化的研究較少。在超臨界C02中進(jìn)行聚合反應(yīng)，產(chǎn)物后處理簡單，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。通過在超臨界C02中加入少量的丙酮作為助劑來增強(qiáng)超臨界C02對單體的溶解能力，進(jìn)而提高了單體的轉(zhuǎn)化率和共聚產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量。（7）超臨界C02溶劑法鄭玉輝等提出了新的合成疏水改性聚丙烯酰胺的方法即超臨界C02溶劑法。Wut等使用轉(zhuǎn)酰胺基法通過直接的N烷基化使PAM疏水改性[18]，PAM在水溶液中與烷基胺反應(yīng)形成烷基側(cè)鏈，這些烷基基團(tuán)主要包括N烷基(到辛基)，N，N二乙基，N，N二丙基，N異丙基，N，N二異丙基，N環(huán)己基。Fengt充分利用了上述化學(xué)化學(xué)改性的優(yōu)勢，在二甲基亞砜(DMSO)中以叔丁醇鉀為催化劑，將高相對分子質(zhì)量的PAM與長鏈烷基溴反應(yīng)，合成了不同烷基結(jié)構(gòu)、含量和分布均勻的HMPAM，并進(jìn)一步水解制得了水解疏水改性聚丙烯酰胺(HHMPAM)。（6）化學(xué)改性法化學(xué)改性法是通過化學(xué)反應(yīng)將疏水基團(tuán)或親水性基團(tuán)引入高分子鏈而對其進(jìn)行改性。研究了其分子鏈結(jié)構(gòu)與疏水締合性能之間的關(guān)系，結(jié)果表明：共聚物NaAMCl4S/AM的疏水締合性隨著疏水微嵌段含量的增加而增強(qiáng)，隨著疏水微嵌段長度的增長而增強(qiáng)，當(dāng)疏水微嵌段和嵌段長度一定時(shí)，共聚物的疏水締合性隨相對分子質(zhì)量的增大而增強(qiáng)[17]。馮玉軍等合成了一種可聚合的陽離子表面活性單體十六烷基二甲基烯丙基氯化銨(C16DMDAAC)作為疏水單體與AM、丙烯酸鈉共聚得到OPAM，并考察了濃度，鹽濃度和剪切速率對OPAM溶液表觀粘度的影響，發(fā)現(xiàn)OPAM的性能優(yōu)于HPAM。羅開富[16]等采用自由基水溶液共聚法制備了丙烯酰胺(21基丙烯酰基)氧乙基二甲基十二烷基溴化銨(AM/MEDMDA)陽離子型疏水締合水溶性聚合物，并且研究了共聚物的溶液性能，結(jié)果顯示出較強(qiáng)的疏水締合行為，表現(xiàn)出明顯的抗鹽，抗剪切，耐溫性能。趙勇酬等在反相微乳液體系中以丙烯酸十二烷基聚氧乙烯醚酯為油溶性單體合成了疏水締合型聚丙烯酰胺[15]，測定了其水溶液性能，結(jié)果表明與膠束聚合相比由于大分子鏈上，疏水共聚單體呈無規(guī)則分布，因此具有更優(yōu)耐鹽和抗剪切性能。王云芳等通過微乳液聚合將N，N二異丁基丙烯酰胺(DBA)與AM共聚制備了水溶性疏水締合共聚物P(AM/DBA)，該共聚物在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)比PAM具有優(yōu)異的耐溫耐鹽性能和明顯的增稠現(xiàn)象，并解決了疏水締合聚合物的水溶性與耐溫耐鹽性之間的矛盾。在后續(xù)研究中，以SDS為表面活性劑，AM為助表面活性劑，在O/W型微乳液介質(zhì)中合成雙親嵌段共聚物PAM．b，研究了該共聚物水溶液的粘度性能，當(dāng)水溶液濃度高于某一臨界值后，PAM．b。高保嬌等以十二烷基硫酸鈉(SDS)、壬基酚聚氧乙烯基醚(OP（4）微乳液聚合法:微乳液是由水，表面活性劑，以及助表面活性劑形成的外觀透明、熱力學(xué)穩(wěn)定的油水分散體系。膠束聚合可以使用與AM溶液聚合相類似的引發(fā)劑體系和用量，過硫酸鉀是最常用的水溶性引發(fā)劑，％~1％。在膠束聚合中，常用表面活性劑有陰離子型，如十二烷基硫酸鈉(SDS)，陽離子型，如十六烷基三甲基氯化銨和非離子型，如十二醇聚氧乙烯基醚(C12Es)。疏水單體主要有N烷基(或芳香基)丙烯酰胺的疏水性衍生物，苯乙烯及其疏水性衍生物，丙烯酸烷基酯和丙烯酸的疏水衍生物等。（3）膠束共聚合法制備疏水締合聚丙烯酰胺最常用的共聚方法是膠束共聚合[11]，通過在水中加入適量表面活性劑來溶解疏水單體，與水溶性單體進(jìn)行共聚，這實(shí)際上是一種微觀非均相過程。Ezzell和DoMing等人對共溶劑法的研究結(jié)果表明，此方法可使反應(yīng)體系達(dá)到分子水平的分散，但卻出現(xiàn)生成的聚合物不溶于反應(yīng)溶劑的現(xiàn)象，不能制備出高分子量的聚合物。此外還合成了AM與丙烯酸十六酣 (HT)，丙烯酸十八酯 (OA)的共聚物，所制備的產(chǎn)物均具有疏水締合增稠效果。黃雪紅[10]等以N，N二甲基甲酰胺為溶劑，探討了AM與丙烯酸十四酯(TA)的自由基共聚合，研究了鏈結(jié)構(gòu)中引入不同疏水基團(tuán)含量的共聚物的溶液性質(zhì)。（2）均相共溶劑法均相共溶劑法是將油溶性單體和水溶性單體溶于共同的單一溶劑或混合溶劑中實(shí)現(xiàn)共聚的方法。最終研究結(jié)果表明，非均相共溶劑聚合得到的低疏水單元含量的無規(guī)共聚物締合行為不佳，要制備具有有效締合行為的共聚物需要提高疏水單體的投料量，但可能得到難溶甚至不溶的共聚物。Hill等用非均相共溶劑法使油溶性單體苯基丙烯酰胺與水溶性單體丙烯酰胺在水中聚合，在聚合過程中通過機(jī)械攪拌使苯基丙烯酰胺以微細(xì)的粉末分散在丙烯酰胺水溶液中。實(shí)際上，疏水基團(tuán)與水分子之間存在誘導(dǎo)力和色散力，而疏水基團(tuán)之間只存在色散力，由分子間作用力的定義和組成我們知道疏水基團(tuán)之間的吸引力一定小于其與水分子間的吸引力。由疏水效應(yīng)[8]的物理過程可知，只是由于極性基團(tuán)間的靜電力和氫鍵力使極性基團(tuán)趨向于聚集在一起，因而排斥疏水基團(tuán)，使疏水基團(tuán)互相靠近。因?yàn)樵咀杂傻乃肿颖黄扰帕谐烧R的結(jié)晶狀態(tài)，系統(tǒng)的嫡增大。但疏水基團(tuán)畢竟還是疏水的，雖然被親水主鏈以其與極性環(huán)境的親和力拉到水中，但還是不容于極性環(huán)境，具有逃離極性環(huán)境的趨勢。目前已作為涂料增稠劑和流變改性劑得到了應(yīng)用,而通過在部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的親水主鏈上引入少量疏水單體而形成的疏水締合聚丙烯酰胺(OPAM)則可望克服HPAM耐溫、耐鹽性差的缺陷而作為新一代水溶性聚合物材料用于油氣開采作業(yè)。其分子鏈上所帶疏水基團(tuán)含量較低，一般不超過2%mol。石油開采過程中使用水溶性高分子材料最為集中的包括三個(gè)方面:鉆井、壓裂、三次采油[6]。水溶性高分子幾乎應(yīng)用于油氣開采的整個(gè)過程，從鉆井、固井、完井到三次采油、油氣集輸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1986年世界上用于油氣開采的水溶性高分子有六百多類，銷售額二十多億美元。 水溶性高分子的應(yīng)用從世界范圍來看，水溶性高分子材料主要使用于水處理、造紙、食品和紡織等產(chǎn)業(yè)。最后，合成類高分子的質(zhì)量和價(jià)格可調(diào)性高，生產(chǎn)穩(wěn)定性好。其次，通過調(diào)節(jié)投料和合成方法，可以得到各種性能的產(chǎn)品，滿足各種使用需要，而且生產(chǎn)規(guī)模容易控制。合成類水溶性高分子材料的良好發(fā)展前景得益于它的優(yōu)異性能。合成類水溶性高分子品種最為繁多，一般按照合成方法將其分為聚合和縮合兩大類。半合成水溶性高分子是由天然物質(zhì)經(jīng)化學(xué)改性而得的，改性纖維素類和改性淀粉類是這類材料的主要代表[4]。人類使用這類高分子材料已經(jīng)有上千年的歷史，現(xiàn)在仍然廣泛使用于人類的生產(chǎn)、生活的方方面面。天然水溶性高分子以植物或動(dòng)物為原料，通過物理或物理化學(xué)方法提取而得。它與表面活性劑產(chǎn)業(yè)一起，被稱為精細(xì)化工的兩大支柱。這些基團(tuán)不但使高分子具有親水性，而且還可以發(fā)生進(jìn)一步的反應(yīng)，生成具有新性質(zhì)的高分子化合物。水溶性高分子的親水性來自其分子中含有的親水基團(tuán)。I疏水締合聚丙烯酰胺聚合物驅(qū)油劑的制備及應(yīng)用研究畢業(yè)論文目 錄摘 要 IABSTRACT II1 緒論 1 水溶性高分子概述 1 水溶性高分子的分類和應(yīng)用 1 水溶性高分子的分類 1 水溶性高分子的應(yīng)用 2 疏水締合聚丙烯酰胺 2 聚丙烯酰胺聚合物的合成方法 3 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 6 國內(nèi)發(fā)展情況 6 國外發(fā)展情況 7 疏水締合聚丙烯酰胺的驅(qū)油機(jī)理 7 本文的研究目內(nèi)容和目的 7 論文的創(chuàng)新點(diǎn) 82 疏水締合聚丙烯酰胺聚合物的合成制備 9 疏水締合性概述 9 疏水締合聚丙烯酰胺的合成 9 自由基反應(yīng)機(jī)理 9 試劑與儀器 11 聚丙烯酰胺的合成步驟 11 反應(yīng)原理 12 疏水締合聚丙烯酰胺的聚合物表征方法 12 紅外光譜分析 12 熱重分析法 12 溶液性能流變分析法 13 結(jié)果與討論 14 紅外光譜測定 14 熱重分析 15 OPAM的溶液流變性能 16 耐鹽性 17 耐溫性 183 疏水締合聚丙烯酰聚合物的驅(qū)油應(yīng)用 19 聚丙烯酰胺的驅(qū)油機(jī)理 19 影響聚丙烯酰胺的驅(qū)油效率的因素 19 聚丙烯酰胺驅(qū)油實(shí)驗(yàn) 20 結(jié)論分析 214 結(jié)論與總結(jié) 23 小結(jié) 23 進(jìn)一步工作 23致 謝 25參 考 文 獻(xiàn) 2627疏水締合聚丙烯酰胺聚合物驅(qū)油劑的制備及應(yīng)用研究1 緒論 水溶性高分子概述水溶性高分子化合物是一種親水性的高分子材料，在水中能溶解或溶脹而形成溶液或分散液，有時(shí)又稱為水溶性聚合物或水溶性樹脂[1]。水溶性高分子屬于功能高分子材料，最重要的性質(zhì)是它的親水性。最常見的親水基團(tuán)包括梭基、羥基、酸胺基、胺基、醚基等[2]。由于其獨(dú)特的性能，水溶性高分子化合物發(fā)展很快，現(xiàn)已具有一定的規(guī)模，形成了水溶性高分子化合物產(chǎn)業(yè)。 水溶性高分子的分類和應(yīng)用 水溶性高分子的分類水溶性高分子一般按照其來源分類，包括天然水溶性高分子、半合成水溶性高分子、合成水溶性高分子和無機(jī)水溶性高分子。這類產(chǎn)品最常見的有淀粉類、海藻類、植物膠、動(dòng)物膠和微生物膠等[3]。近年來，由于生物化學(xué)的發(fā)展和資源保護(hù)的要求，這類材料的發(fā)展顯示出樂觀的前景。這類材料兼有天然化合物和合成化合物的優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣泛的應(yīng)用市場。盡管它的問世只有短短幾十年時(shí)間，卻己具有相當(dāng)大的生產(chǎn)規(guī)模，成為水溶性高分子的主流產(chǎn)品和發(fā)展方向。首先，合成類水溶性高分子具有高效性，加量少，作用明顯。第三，合成類水溶性高分子生物穩(wěn)定性高，生物耗氧量較低，這在污水處理方面特別有利。為了與有機(jī)高分子材料相區(qū)別，將無機(jī)水溶性高分子作為一類單獨(dú)列出，這類材料的應(yīng)用近年來逐漸減少，有被合成類水溶性高分子代替的趨勢。而在中國，由于對石油天然氣資源的巨大需求和中國油