Page 213 - 精细化工2019年第9期

第 9 期 高进浩，等: 耐盐型疏水缔合聚合物的制备及流变性能 ·1941·

温度从 30 ℃上升到 90 ℃时，S-18HPAM 聚合
物溶液的表观黏度呈现下降趋势。当聚合物用量较
低时，表观黏度随温度的升高而降低。然而，聚合
物的耐温性随着用量的增加而增强。当聚合物质量
分数为 0.1%时，疏水微区数量较少，且以分子内缔
合为主。温度升高聚合物分子热运动加剧，分子链
得到舒展，促使黏度增加，但用量较低时，聚合物
分子链蜷缩明显，形成的疏水微区结构不稳定，因
此，剪切后黏度降低。如图 10a 所示，当温度升高

到 90℃时，剪切后表观黏度降低到 25 mPa∙s。随着 S-18HPAM 质量分数：a—0.1%；b—0.2%；c—0.3%

用量的增加，分子内缔合逐渐转变为分子间缔合， 图 11 剪切对聚合物流变性能的影响
形成大量疏水缔合微区，疏水侧链与表面活性剂胶 Fig. 11 Effect of shear rate on the properties of polymer
S-18HPAM
束之间的作用力克服分子链蜷缩，表面活性剂胶束
屏蔽盐离子，疏水侧链进入表面活性剂 SDS 形成的
胶束中，体系结构强度增加，表现出较好的耐温性，
剪切后黏度仍然高于 50 mPa∙s，如图 10b 所示。当
聚合物用量达到临界胶束质量分数 CAC(0.3%)时，
耐温性明显提高，聚合物中表面活性剂在盐离子作
用下形成棒状胶束，聚合物疏水侧链在胶束中相互
作用形成致密的网状结构，疏水微区数目增多，剪
切后黏度始终高于 70 mPa∙s，说明聚合物具有良好
的耐温性能，如图 10c 所示。
2.8 剪切对 S-18HPAM 流变特性的影响
图 12 聚合物在总矿化度 20000 mg/L 模拟地下水条件下
在 20000 mg/L 氯化钠溶液中分别配制不同质量
的流变性能
分数的聚合物溶液，在相同搅拌条件下，充分溶解， Fig. 12 Rheological properties of polymer S-18HPAM at
测定剪切对其流变性的影响，结果见图 11。用总矿 20000 mg/L simulated water
化度为 20000 mg/L 模拟油井采出水配制质量分数
图 11 结果表明，S-18HPAM 聚合物在不同质量
为 0.3%聚合物溶液，测试其耐温能力，结果见图 12。
分数下具有良好的耐温性能。如图 11a 所示，温度
90 ℃，聚合物质量分数为 0.1%，剪切速率为 170 s −1
时，剪切作用使得分子内缔合逐渐被削弱，大分子
得到有效舒展，抗剪切能力增强，剪切后黏度大于
45 mPa∙s。当 S-18HPAM 质量分数为 0.2%时，剪切
后黏度大于 69 mPa∙s，如图 11b 所示。图 11c 表明，
当聚合物质量分数达到 0.3%时，形成更多的疏水缔
合结构单元，剪切作用使得聚合物分子链进一步舒
展，疏水侧链进入表面活性剂胶束中的数目增多，
分子内缔合作用向分子间转变，剪切后黏度仍高于
100 mPa∙s。
如图 12 所示，在总矿化度为 20000 mg/L 模拟
油井地下水实验条件下，S-18HPAM 质量分数为
0.3%条件下，聚合物溶液初始黏度降低，剪切后黏
度保持在 70 mPa∙s 以上。当添加质量分数 0.5%SDS
后，初始黏度迅速得到提升，长时间剪切后黏度保
持在 170 mPa∙s。溶液中二价盐离子对聚合物带电基
团产生了更强排斥作用，导致聚合物分子链蜷缩，
溶解能力下降，黏度降低。当表面活性剂 SDS 加入