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第 7 期 彭 川,等: 含孪尾结构两性离子共聚物的合成及性能 ·1463·
稳定性,能够较好地满足 200 ℃以下的油藏条件。 引入了两性离子基团,使其在水溶液中表现出了更
2.3 共聚物 AADM 的组成 高的电导率。此外,与 HPAM 相比(92 min),AADM
共聚物 AADM 合成时的初始单体投料比为 具有更短的溶解时间(73 min),这有利于 AADM
m(AM)∶m(AA)∶m(DLMB)∶m(MDPS)=40∶50∶ 的实际应用。
4∶6,经纯化干燥得共聚物 9.8846 g。各单体的标
2
7
准曲线为 A AM =4.2582×10 ×ρ+314374.5,R =0.985;
2
7
A AA =1.2982×10 ×ρ+38643.6,R =0.979;A MDPS =4218.56×
2
ρ+1106.4,R =0.987(其中,A 为单体峰面积,代表
单体的质量分数,%;ρ 为单体质量浓度,mg/L)。
根据标准曲线计算,得到各单体在共聚物中所占质
量分数为:AM,40.24%;AA,49.85%;DLMB,
3.88%;MDPS,6.03%。
2.4 共聚物 AADM 的性能
2.4.1 增黏性
–1
在温度为 25 ℃、剪切速率为 7.34 s 的条件下, 图 5 共聚物 AADM 的溶解时间
测得了共聚物溶液的表观黏度随浓度的变化关系, Fig. 5 Dissolution time of AADM
结果如图 4 所示。 2.4.3 抗温性
将共聚物配制成质量浓度 2000 mg/L,于 7.34 s –1
的剪切速率下研究了其抗温性能,结果如图 6 所示。
由图 6 可知,共聚物 AADM 在 35~45 ℃的温度范围
内出现了表观黏度随着温度的升高而增加。这可能
是因为,部分蜷缩态的分子链在温度升高时变为舒
展态,使得流体力学体积增大,从而在 35~45 ℃的
温度范围内表观黏度呈现了随温度增加而上升的趋
势。当温度达到 120 ℃时,AADM 的表观黏度为
182.6 mPa·s,远远高于 HPAM(52.2 mPa·s)。这可
能是由于,AADM 侧链上的疏水长链之间产生了缔
图 4 共聚物 AADM 的增黏性
Fig. 4 Thickening property of AADM 合作用,使其形成了空间网络结构,增强了 AADM
的耐温性能。
由图 4 可知,共聚物溶液的表观黏度随着浓度
的增大而不断增加,且均表现出了指数型增长趋势。
当质量浓度低于 900 mg/L 时,共聚物 AADM 的表
观黏度低于 HPAM 的表观黏度;当质量浓度超过
900 mg/L 后,共聚物 AADM 的表观黏度急剧上升,
且超过了 HPAM 的表观黏度。这是因为,孪尾结构
的引入使得 AADM 分子链间产生了强烈的疏水缔
合作用。同时,当共聚物 AADM 的浓度为 2000 mg/L
时,其黏度达到了 466.5 mPa·s,表明 AADM 具有优
异的增黏性能。
2.4.2 水溶性
图 6 共聚物 AADM 的抗温性
在实际应用中,共聚物除了应该具有优异的抗 Fig. 6 Temperature resistance of AADM
温耐盐等性能外,通常还需要具有较短的溶解时间,
基于此,实验中通过测量共聚物在溶液中的电导率 2.4.4 抗老化性能
研究了共聚物的溶解时间,结果如图 5 所示。 优异的抗老化性能能够使共聚物溶液在一定的
由图 5 可知,随着溶解时间的增加,共聚物的 地层温度下表现出更好的驱油效率,实验中于 70 ℃、
电导率逐渐升高,且发现在相同的溶解时间下 AADM 5000 mg/L 的矿化度下研究了共聚物的抗老化能力,
的电导率高于 HPAM。这是因为,共聚物分子链上 结果如图 7 所示。由图 7 可知,随着老化时间的增