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·1748· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

表 3 膨润土质量分数对暂堵剂性能的影响 如图 2 所示，随 AA 中和度的增加，暂堵剂吸
Table 3 Effect of mass fraction of bentonite on the 水倍率先增大再减小，当中和度为 80%时，暂堵剂
performances of temporary plugging agent
吸水倍率最大；降解时间总体呈下降趋势，但相差
w（膨润土） 凝胶状态 吸水倍率 强度 降解 不大。当中和度较低时，羧酸钠离子数量较少，而
/% /（g/g） /N 时间/h
羧酸根离子的亲水性比羧基好，因此暂堵剂吸水倍
0 吸水后易碎 160 7.14 2
率较小，降解时间较长。随着中和度增大，羧酸根
5 韧性好、稍粘手 184 8.04 16
离子浓度增加，暂堵剂吸水倍率增大，降解时间减
10 韧性好、不粘手 172 8.56 19
15 韧性较好，不粘手 157 8.98 25 少，中和度过高时，聚合物交联程度小，聚合反应
20 韧性不好 109 9.25 40 速率变慢，聚合物中羧酸钠离子数量增大，解离出
的羧酸根离子间存在静电排斥反应，导致暂堵剂吸
如表 3 所示，随膨润土质量分数的增加，暂堵 水性差，降解时间缓慢回升。因此，固定 AA 中和
剂吸水倍率先增大后减小，而降解时间逐渐增大。 度为 80%。
在 5%时，吸水倍率最大，达 184 g/g。加入膨润土， 2.5 AMPS 用量对暂堵剂性能的影响
其表面羟基与单体的羧基、酰胺基以及聚合物的亲 控制反应温度 50 ℃，pH=7，m（AA）∶m（AM）
水基团通过氢键产生物理交联，交联网络密度低， = 1∶2，PEGDA 质量分数 0.02%，引发剂质量分数
易被水分子侵蚀，故降解速度快；当膨润土质量分 0.6%，膨润土质量分数为 5%，m（AMPS）∶m（AA）
数较少时，聚合物三维网状结构几乎未发生改变， 的值对暂堵剂性能的影响结果见图 3。
膨润土表面的羟基可以提高暂堵剂的吸水倍率，故
聚合物的吸水倍率得到了提高。增加膨润土加入量，
其表面羟基与单体的羧基、酰胺基以及聚合物的亲
水基团通过氢键产生物理交联，聚合物内部交联点
增多，交联密度变大，形成不易降解且牢固的三维
网状结构，暂堵剂降解时间增长，聚合物空间网格
变小，膨润土空间阻碍变大，暂堵剂吸水倍率下降，
同时也增加了暂堵剂的降解时间。因此，固定膨润
土质量分数为 5%。
2.4 AA 中和度对暂堵剂性能的影响

酸碱度的不同会导致聚合物电荷密度的不同， 图 3 AMPS/AA 质量比对暂堵剂吸盐水倍率及降解时间
进而影响聚合物性能。控制反应温度 50 ℃，m 的影响
（AA）∶m（AM）=1∶2，PEGDA 质量分数 0.02%， Fig. 3 Effects of mass ratio of AMPS to AA on the saline
water absorption rate and degradation time of
引发剂质量分数 0.6%，膨润土质量分数为 15%，以 temporary plugging agent
AA 与 NaOH 摩尔比为中和度指标，考察 AA 中和
度对暂堵剂吸水倍率及降解时间的影响结果见图 2。 如图 3 所示，m（AMPS）∶m（AA）=3∶5 时
吸盐水倍率达到最大。在质量分数为 1%的 NaCl 溶
液、1%的 CaCl 2 溶液中吸水倍率分别可以达到 24、
16 g/g。二者变化趋势相同，均随 AMPS 和 AA 的
质量比增大，吸水倍率先增大后减小。且当 m
（AMPS）∶m（AA）=3∶5 时暂堵剂的降解时间最
长，在 11 h 左右，变化趋势为先增大后减小。产生
上述现象主要是因为当 AMPS 加入量增大时，聚合
物的离子化程度也随之增大，同时暂堵剂碳链上的
可电离基团的量随之增多。当暂堵剂吸水的时候，
暂堵剂的网格里就会产生静电排斥现象并且会增大

其内外的渗透压，使其水溶性部分变少，溶解时间
图 2 AA 中和度对暂堵剂吸水倍率及降解时间的影响
Fig. 2 Effects of neutralization degree of AA on the water 变慢。但当 AMPS 加入量过多时，会减小体系中
absorption rate and degradation time of temporary AA 的活性，增大 AMPS 自聚合的趋势，使聚合产
plugging agent 物中的线型水溶部分增多，故暂堵剂的吸盐水倍率