Page 210 - 精细化工2019年第9期

·1938· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

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NaCl 溶液中，温度 30~90 ℃剪切速率 170 s ，测 —(CH 2 —) 16 峰，δ0.85 (a)为 S-18 中的—CH 3 峰，
定了不同质量分数（0.1%、0.2%、0.3%）聚合物 δ0.90~1.12 和 δ3.55~3.63 为乙醇溶剂峰。结果表明，
S-18HPAM 溶液的耐温性能。然后，在恒定温度 90 合成的聚合物与设计基本一致。
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℃、20000 mg/L 盐溶液、剪切速率 170 s 的条件下，
测定 S-18HPAM 溶液的耐剪切性能。测试模拟油井
采出水条件下聚合物流变性能，总矿化度为 20000
mg/L。盐离子投加量为 NaCl 55 g，KCl 20 g，CaCl 2
5.5 g，MgCl 2 4.5 g，配制 1000 mL 矿化水溶液，总
矿化度为 80000 mg/L。将溶液按照比例稀释至总矿
化度 20000 mg/L。
1.7 黏弹性测试
采用流变仪测定了质量分数为 0.1%和 0.3%S-
18HPAM 溶液的黏弹性随应力和频率的变化关系。
为保证实验条件的一致性，所有样品均在 25 ℃下 图 2 聚合物的核磁共振氢谱图
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进行测量。 Fig. 2 HNMR spectrum of polymer S-18HPAM

2 结果与讨论 2.3 S-18HPAM 的 X 射线衍射（XRD）
聚合物 S-18HPAM 的 XRD 结果，见图 3。如图
2.1 红外光谱分析 3 所示，聚合物没有尖锐的峰出现，而是呈现出馒
通过红外光谱（FTIR）对聚合物 S-18HPAM 结 头状弥散峰，符合设计要求。因为聚合物的分子链
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构进行了表征，结果如图 1 所示。3471 cm 处为酰 较长，在液体中无法经过链段扩散过程形成规律排
胺基中 N—H 键和羟基中 O—H 键的伸缩振动吸收 列的晶态结构，而是保持其无规线团或缠绕状的非
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峰；2910 cm 处为—CH 2 —中 C—H 键的伸缩振动 晶态结构。XRD 性能测试表明，S-18HPAM 是一种
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吸收峰；1672 cm 处是—C==O 的伸缩振动吸收峰； 非晶结构。
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1105 cm 处是—C—N—和—C—C—的伸缩振动吸
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收峰；1358 cm 处的吸收峰是—SO 3 基团的特征峰；
591 cm –1 处的吸收峰是由疏水链中的—(CH 2 —) 16 引起
的。测试结果表明，合成的聚合物与设计的分子结
构是一致的。

图 3 聚合物 S-18HPAM 的 XRD 谱图
Fig. 3 XRD pattern of polymer S-18HPAM

2.4 聚合过程温度曲线
如图 4a、b 所示，反应温度随疏水单体质量分

数的变化有一定规律。随着疏水单体质量分数的增
图 1 聚合物 S-18HPAM 的红外光谱图 加，体系释放出的热量增加，反应自加速现象明显，
Fig. 1 FTIR spectrum of polymer S-18HPAM
温度升高。增加疏水单体的用量，反应终点温度升
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2.2 HNMR 分析 高，最高温度保持时间延长，有利于疏水单体进入
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图 2 为聚合物的 HNMR 谱图。分析可知，δ4.70 聚合物分子主链。当反应达到最高温度时，形成特
是 D 2 O 的溶剂峰，δ1.57~ 1.68 (d)和 δ2.02~2.25 (e) 殊的空间网状结构。疏水单体的质量分数增加，会
形成更多的疏水结构单元。当疏水单体质量分数较
为—CH 2 —CH—的峰，δ1.47 (c)为 AMPS 中的—CH 3
峰，δ2.87 (f)为 AMPS 和 S-18 中的—CH 2 —峰，δ3.25 低时，聚合物的疏水微区数量较少，分子链主要以
(g)为 S-18 中的—CH 2 —峰，δ1.21 (b)是 S-18 中的 线形结构形式存在。