Page 63 - 《精细化工》2021年第7期
P. 63
第 7 期 巩锦程，等: 油田调驱用聚合微球的构效关系及应用进展 ·1345·
剂的使用有助于微球的延时溶胀。 较于仅加入Ⅰ型交联剂的单交联聚合微球，该微球
朱强娟等 [18] 采用反相乳液聚合法，在以常用的 由于Ⅱ型交联剂的加入，交联结构更加紧密，初始
MBA 作为Ⅰ型交联剂的基础上，添加了另一种不稳 粒径减小，并且Ⅱ型交联剂的加入使更多分子链发
定Ⅱ型交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA），合 生分子间交联缠绕，使得溶胀倍率显著增大。然而，
成了不稳定双交联聚合微球，合成路线如下所示。 PEGDA 作为非离子型丙烯酸酯，其水溶性一般，在
在低温下微球溶胀缓慢，当温度高于 60 ℃后， 乳液聚合过程中易分散到油相中，降低了交联剂的
PEGDA 交联结构开始分解，微球迅速水化溶胀。相 实际反应率 [19] 。
针对上述不稳定交联剂的问题，苑成等 [20] 向丙 相比于单交联聚合微球，双交联聚合微球可通
烯酸二甲氨基乙酯（DMAEA）中加入 1,4-二溴丁烷 过改变不稳定交联剂的用量控制溶胀速度。其在初
（DBB）和吩噻嗪，通过叔胺的季铵化反应得到季 期的溶胀度较小，有效收缩体积可规避注入时的强剪
铵盐型双丙烯酸酯不稳定交联剂 LC，引入 β 位酯基， 切作用。但也存在一些不足：（1）不稳定交联剂对
提高了不稳定交联剂的水溶性和水解速度，反应过 分解温度要求较高，分解温度较低时（<50 ℃），则
程如下所示。以 AM 和 AMPS 为单体，通过改变稳 达不到高温下缓膨的效果，分解温度过高（>90 ℃），
定交联剂 MBA 和不稳定交联剂 LC 的用量，以反相 微球因过交联而无法水化溶胀至合适粒径，不能对
微乳液聚合法合成了系列延时溶胀聚合微球，粒径 孔喉进行有效封堵；（2）体系组分复杂，不稳定交
分布在 515~570 nm，与亚微米级孔喉相匹配。微球 联剂的用量过高，导致生产成本提高。
颗粒呈独立球形，分散均匀稳定。研究结果表明， 1.3 纳米无机材料复合微球
由于 LC 交联剂中 β 位引入了季铵阳离子结构，一 纳米无机材料与聚丙烯酰胺类有机材料之间存
+
方面对正电荷的排斥作用抑制了 H 对酯基的亲电 在共轭作用和范德华力的作用，能够使复合微球的
–
攻击，另一方面对负电荷的吸引作用促进了 OH 对 性能得到强化。根据聚合方法的不同，纳米材料复
酯基的亲核攻击，从而使酯基在弱酸性 pH 下水解 合微球的常见结构有两种。一种是核壳型纳米材料
减缓，微球溶胀缓慢 [21] 。LC-MBA 复合交联微球的 复合结构，另一种是以无机材料强化的复合交联网
最终溶胀度取决于稳定交联剂 MBA 的用量，溶胀速 状结构。
率可由不稳定交联剂 LC 的用量、pH、温度和水质 杨茂洁等 [22] 以具有优异吸水溶胀性能的天然硅
调控，75 ℃下，通过调节 pH 为 5.0~8.9，LC 用量 酸盐矿物蛭石作为内核，合成了核壳结构的蛭石和
为单体质量的 2%~5%，溶胀时间可控在 2~40 d。 聚丙烯酰胺复合微球，结果表明，合成微球的初始
粒径为 680.4 nm，在纯净水中 40 ℃恒温 10 h 后，
粒径为 2792 nm，溶胀倍率为 3.1 倍，说明其具有较
好的吸水溶胀性；该复合微球在盐溶液中溶胀倍率
也可达 2.59 倍，与纯水中的溶胀率相差不大，说明
无机内核的刚性使复合微球具有一定的抗盐能力。
但聚丙烯酰胺对蛭石的包埋为物理包埋，所形成的
壳结构在高温下不稳定。
