Page 34 - 精细化工2019年第8期
P. 34

·1522·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

            剂化作用，所以 TACC 是可溶的。亲水性较强的 GTA                       水性强、亲水性弱，疏水缔合作用会更容易发生，
            接枝到 HBPEC 上，调节了亲水基（GTA）和疏水                         从而导致 T max 逐渐降低。
            基（BGE）的比例，从而调控了亲水-亲油平衡值，
            使 TACC 具备良好的温敏增稠性。

                     表 2  TACC 的水溶性及温敏增稠性
              Table 2    Water-soluble and thermothickening of TACC
                        M  S  BGE   M  S  GTA   水溶性   温敏增稠性
               HBPEC     1.78     —      不溶         无
               TACC-1    1.78    0.12     溶         有
               TACC-2    1.78    0.15     溶         有
               TACC-3    1.78    0.23     溶         有

               TACC-4    1.78    0.32     溶         有
                                                               图 3    不同取代度 TACC 水溶液的黏度随温度的变化曲线
            2.2    TACC 的温敏增稠行为考察                              Fig. 3    Viscosity changes of TACC aqueous solutions with
                                                                     temperature
                 在升温速率为 1  ℃/min 的条件下，考察了 GTA
            取代度、TACC 水溶液浓度、NaCl 浓度、剪切速率                        2.2.2    TACC 浓度对 TACC 温敏增稠性能的影响
            对 TACC 温敏增稠性能的影响。                                      以 TACC-4 为代表，在 GTA 取代度为 0.32、NaCl
                                                                                               –1
            2.2.1    GTA 取代度对 TACC 温敏增稠性能的影响                   浓度为 0  mol/L、剪切速率为 200  s 的条件下，考
                 在 TACC 水溶液质量浓度为 15 g/L、NaCl 浓度                察了 TACC 质量浓度对其温敏增稠性能的影响，结
                                        –1
            为 0  mol/L、剪切速率为 200  s 的条件下，考察了                   果如图 4 所示。
            GTA 取代度对 TACC 温敏增稠性能的影响，结果如图                           由图 4 可知，当 TACC-4 质量浓度从 5 g/L 增加
            3 所示。                                              到 20 g/L 时，η min 从 1 mPa·s 增加到 10 mPa·s，而 η max
                 温敏增稠能力大小可用 η max /η min 来表征        [19-20] 。  从 3  mPa·s 到 130  mPa·s，即随浓度增加，η max /η min
            其中，η max 表示最高黏度值，η min 为最低黏度值。由                    从 3 增大至 13，即在较低浓度下，TACC 的温敏增
            图 3 可知，TACC 水溶液的黏度随温度的升高出现                         稠性不明显，只有在一定浓度以上时才有较显著的
            先增大后减小的趋势，且 GTA 的取代度越大，温敏                          温敏增稠性。这主要是因为在较高质量浓度的
            增稠现象越明显。产生这种现象的原因可归结为，                             TACC 溶液中，侧基疏水链间的缔合作用强，交联
            疏水化的 HBPEC 接枝了阳离子基团后，由于阳离                          程度也较强，在宏观上表现为溶液增稠现象                    [23-24] 。
            子基团具有较强的亲水性及阳离子基团间的静电排                             而在稀溶液中，侧基疏水链间的缔合主要发生在分
            斥作用，使 TACC 在室温下具有较好的水溶解性。                          子内，故不能产生增稠作用             [20] 。
            随着温度升高，丁氧基间的疏水缔合作用增强，高
            分子间产生物理交联，导致聚合物分子流体力学体
            积增大，从而出现黏度上升的现象。但当温度过高
            时，疏水缔合作用过强，使得 TACC 析出，发生相
            分离，导致溶液黏度下降            [21] 。据相关文献报道      [22] ，
            由端丙烯酰胺基聚(N-异丙基丙烯酰胺)和丙烯酰胺
            共聚得到的系列热缔合型聚合物 GPAM0305、
            GPAM0505 和 GPAM0905 的 η max 分别约为 16、23
            和 26 mPa·s，η max /η min 分别约为 2.0、1.4 和 1.3。本
            文制备的 TACC-4 在质量浓度为 15  g/L、温度为
            40 ℃时，η max 可达 54 mPa·s，η max /η min 高达 7.0。可      图 4    不同浓度 TACC-4 水溶液的黏度随温度的变化曲线
            见，本文制备的 TACC 的增稠效果优于 GPAM0305、                     Fig. 4    Viscosity  changes  of  different  concentrations  of
                                                                     TACC-4 aqueous solution with temperature
            GPAM0505 和 GPAM0905，具有更大的应用价值。
            但从 TACC-4 至 TACC-1，η max /η min 从 7.0 减小到 1.5；     2.2.3    NaCl 浓度对 TACC 温敏增稠性能的影响
            T max 逐渐降低，分别为 40、35、30 和 25  ℃。这是                     增稠剂在实际应用过程中，体系中会有盐存在。
            由于从 TACC-4 到 TACC-1，阳离子基团取代度逐渐                     为了探究盐浓度对增稠性能的影响，以 NaCl 为代
            减小，TACC 分子中疏水基团相对较多，高分子疏                           表，对 TACC 温敏增稠性能进行了探究。
   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39