Page 197 - 精细化工2019年第9期

第 9 期 敬显武，等: 含高比例疏水单体降阻剂的合成及性能评价 ·1925·

4.3 m，管道内径为 8 mm，调节泵速，使得液体在 移（m，—CH 2 —）；δ 0.878~0.720 归属于 DOAB 末
管内流速为 5~11 m/s。分别记录不同流速下的管道 端甲基氢原子的位移（m，—CH 3 ）。从而证明本实
进出口压力，从而计算出不同流速下的摩阻（ F ）， 验成功合成了 DOAB。
计算公式见式（1）；以清水的摩阻值为空白实验组，
计算相同流速下的降阻剂溶液相对于清水的降阻率
（DR），计算公式见式（2）。实验室内测试时，受泵
的功率限制，流速一般不超过 12 m/s。
p  p
F  1 2 （1）
4.3
F  F
DR / %  1 2  100 （2）
F 1
式中：F 为摩阻值，kPa/m；p 1 为管道入口处的压力，
kPa；p 2 为管道出口处的压力，kPa；F 1 为清水在管

道中流动的摩阻，kPa/m；F 2 为滑溜水在管道中流 图 1 DOAB 的红外谱图
动的摩阻，kPa/m；DR 为降阻率，%。 Fig. 1 FTIR spectrum of DOAB
1.3.7 电镜测试
使用微量进样器取一滴降阻剂稀溶液（即滑溜
水，约 10 μL）滴在贴有导电胶布的模具表面，采
取冷冻干燥法，使降阻剂分子在水中分散的真实状
态得以保持，然后对模具表面进行喷金处理，使用
环境扫描电子显微镜进行测试。

2 结果与讨论

2.1 单体的表征

DOAB 的红外谱图见图 1。由图 1 可知，
图 2 DOAB 的核磁氢谱（D 2 O）
–1
3018 cm 处为双键上碳氢（—C==C—H）伸缩振动 Fig. 2 HNMR spectrum of DOAB in D 2 O
1
–1
峰；1616 cm 处为碳碳双键（—C==C）伸缩振动峰；
2853 cm –1 处为甲基（—CH 3 ）对称伸缩振动峰； 2.2 聚合物的结构分析
2914 cm –1 处为亚甲基（—CH 2 —）不对称伸缩振动 2.2.1 摩尔质量测试
–1
峰；1465 cm 处为甲基和亚甲基（—CH 3 ，—CH 2 ） 图 3 为静态光散射法测试得到的 Zimm plot 图。
–1
不对称伸缩振动峰；1390 cm 处为甲基（—CH 3 ） 其中，θ 为测试角度，ρ为溶液质量浓度。根据图
–1
弯曲振动峰；720 cm 处为长链烷基中亚甲基的平 中数据点，将质量浓度和角度数据外推至 0 时，与
面摇摆峰（亚甲基数量≥4）；1415、1008、957、 纵坐标的交点值，计算得到本实验中合成的降阻剂
896 cm –1 处为双键上碳氢键（—C==C—H）的面外 摩尔质量为 1.22×10 g/mol。
7
弯曲振动吸收和非平面摇摆振动峰。初步证明
DOAB 被成功合成。
进一步使用核磁氢谱对 DOAB 结构进行表征，
1
结果如图 2 所示。 HNMR(400 MHz，D 2 O)中，δ
5.979~5.582 为碳碳双键上氢原子的位移，（m，
CH 2 ==CH—）；δ 3.895~3.798 为直接与季铵 N 原子
相连的 α-亚甲基氢原子（m，—N—CH 2 —CH 2 —）；
δ 3.504~3.465 归属于疏水单体中与季铵 N 原子相连
的 β-亚甲基氢原子（m，—N—CH 2 —CH 2 —）；
δ 3.059~2.977 归属于疏水单体中直接与季铵 N 原子

相连的甲基氢原子〔 m ，— N — —(CH 3 ) 2 〕；
图 3 激光光散射法测量摩尔质量
δ 1.874~1.057 归属于疏水单体中亚甲基氢原子的位 Fig. 3 M of P(AM-AA-DOAB)