Page 227 - 《精细化工》2020年第12期

第 12 期 侯胜珍，等: 基于动态硼酸酯键改性黄原胶的性能 ·2589·

表 2 P(AM-co-DMAPAM-co-AMBB)样品中元素组成
Table 2 Element composition analysis results of P(AM-co-DMAPAM-co-AMBB) samples
元素质量分数/% 单体投料比 n(AM)∶ 共聚物组成 n(AM)∶
样品
C H N n(DMAPAM)∶n(AMBB) n(DMAPAM)∶n(AMBB)
P-0.1% 49.14 7.662 17.67 89.9∶10.0∶0.1 89.46∶10.47∶0.077
P-1.0% 51.98 8.189 17.89 89.0∶10.0∶1.0 88.56∶10.56∶0.880
P-5.0% 52.51 8.091 16.62 85.0∶10.0∶5.0 86.23∶9.11∶4.664

2.1.4 M w 测试 微交联增黏的效果。对于样品 P-5.0%，由于共聚物
通过静态光散射采集的数据绘制的样品 P-0.1%， 与黄原胶之间的交联密度过高而易发生絮凝现象，
P-1.0%，P-5.0%的 Zimm 图分别计算得到其 M w 和 使得复配体系的黏度下降。因此，选择苯硼酸单体的
A 2 ，结果如表 3 所示。由表 3 可知，3 种共聚物的 摩尔分数为 1.0%的共聚物 P-1.0%进行后续复配体系
4
4
M w 分别为 (4.76±0.92)10 、 (7.29±0.63)10 、 的性能测试。
5
4
(8.10±0.42)10 ，皆在 1.00×10 以下，重均相对分
子质量较低，但较低重均相对分子质量的共聚物溶
解时间更短，能更好地满足海上油田注聚需求。

表 3 P(AM-co-DMAPAM-co-AMBB)的静态光散射数据
Table 3 Static light scattering data of P(AM-co-DMAPAM-
co-AMBB)
样品 M w/(×10 ) A 2/(×10 mol·mL/g )
4
–3
2
P-0.1% 4.76±0.92 1.093
P-1.0% 7.29±0.63 1.027

P-5.0% 8.10±0.42 0.808
图 3 复配体系的黏度与 P(AM-co-DMAPAM-co-AMBB)
第二维利系数 A 2 是高分子链段和链段间的内 样品质量浓度的关系
排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、 Fig. 3 Relationship between viscosities of composite systems
and mass concentration of P(AM-co-DMAPAM-
两者相互竞争的一个量度。A 2 ＞0，代表高分子链由 co-AMBB) samples
于溶剂化作用而扩张，高分子线团伸展，此时的溶
剂为该共聚物的良溶剂，溶解过程的自发趋势较强； 2.2.2 复配体系的流变性能
A 2 =0，代表此溶液已符合理想溶液的性质，此时的 质量浓度为 2.0 g/L 黄原胶与样品 P-1.0%复配
溶剂称为 θ 溶剂，此时的温度称为 θ 温度；A 2 <0， 体系的黏度随剪切速率的变化曲线如图 4 所示。
代表高分子链紧缩，此时的溶剂为该共聚物的不良
溶剂。由 3 种共聚物 P(AM-co-DMAPAM-co-AMBB)
的 A 2 的测定结果可知，共聚物在浓度为 0.1 mol/L
NaCl 溶液中处于舒展状态，具有良好的稳定性和溶
解性。
2.2 共聚物 P(AM-co-DMAPAM-co-AMBB)与黄原
胶复配体系的性能表征
2.2.1 复配体系的增黏性
苯硼酸共聚物 P(AM-co-DMAPAM-co-AMBB)
质量浓度对质量浓度为 2.0 g/L 黄原胶复配体系的
黏度变化如图 3 所示。由图 3 可知，对于样品 P-0.1% 图 4 复配体系的黏度随剪切速率的变化曲线
Fig. 4 Change curves of viscosities of composite systems
和 P-1.0%来说，复配体系的黏度随共聚物质量浓度 with shear rate
的增大而显著增大。在样品 P-1.0%质量浓度为
600 mg/L 时，复配体系的黏度由初始的 169.3 mPa·s 由图 4 可知，在测试的剪切速率范围内，复配
增至 243.2 mPa·s，黏度增加率高达 43.7%，证明苯 体系的黏度值均高于单一的黄原胶溶液，且随共聚
硼酸共聚物与黄原胶通过形成动态硼酸酯键达到了 物 P-1.0%质量浓度的增加，复配体系的黏度增加幅