Page 65 - 《精细化工》2021年第7期

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 ·1347·

图 3 P(AA-AM-C 18 DMAAC)@SiO 2 聚合微球合成及结构示意图 [28]
Fig. 3 Synthesis and structure diagrams of P(AA-AM-C 18 DMAAC)@SiO 2 polymeric microspheres [28]

谭雄辉等 [29] 以油酸改性的二氧化硅为内核，以 16.6 μm，并以酚醛交联剂作接枝材料。当温度高于
AM 和 AMPS 为单体，制备了核壳聚合微球 NP-1。 90 ℃，J-1 的两个双键结构不稳定，微球发生分
实验结果显示，NP-1 初始中值粒径为 294.6 nm，水 解，酰胺基团得以暴露，酚醛交联剂与其发生二次
化溶胀 7 d 后，粒径稳定于 2080 nm 左右，而未加 交联进行接枝，成胶时间可通过改变酚醛交联剂的
入二氧化硅内核的普通微球 NP-2，其初始中值粒径 用量控制在 1~3 d，并且 30 d 内不脱水。此微球在
为 196.1 nm，水化溶胀 7 d 后，粒径稳定于 1360 nm 油相中由于亲水分子链聚并蜷曲，酰胺基无法得到
左右。这是由于 NP-1 的核壳结构具有一定厚度，使 充分暴露，因而不能成胶。因此，该聚合微球的二
初始粒径稍有增大，且在吸水过程中，由于核壳表 次成胶的发生具有选择封堵性能。此微球的不足在
面电荷间的排斥作用，使核壳间的空隙变大，水分 于，酚醛交联剂的毒性较强，会对地层环境造成
子更容易进入，微球溶胀倍率增大。 伤害。
可以看出，与其他类型的聚合微球相比，纳米 ZHU 等 [31] 对以 AM 为单体合成的聚丙烯酰胺微
材料复合微球的初始粒径明显减小，并且刚性无机 球进行表面修饰，修饰材料为聚乙烯亚胺（PEI），
材料的加入使其具备优良的耐温抗盐性能，适用于 该微球的初始粒径约为 74.81 μm，溶胀后粒径为
高温油藏调驱。然而，刚性无机材料的弹性形变能 213.4 μm。微球降解的同时 PEI 的亚胺氮亲核攻击
力和降解能力较差，一旦形成结构坚实的封堵，则 与微球中酰胺基相连的羰基，形成三维网状结构，
难以变形通过孔喉，从而影响微球的深部调驱。 在微球表面形成有机涂覆层，能够抑制水分子的进
1.4 有机接枝复合微球 入，从而使微球在高温下能够缓慢溶胀。通过调节
该类复合微球是通过在聚合微球表面引入有机 PEI 的加量可以控制微球的热稳定时间，当 PEI 加
接枝材料，形成具有表面接枝结构的聚合微球，以 量为单体质量的 0.3%时，微球在 150 ℃下可稳定
使微球性能更加优异。 3 个月，并且 PEI 是一种低毒物质，对地层环境伤
于小荣等 [30] 采用反相乳液聚合法，以 AM 和 害小。此方法可为合成耐高温缓膨微球提供设计思
AMPS 为单体，以含有两个双键的温敏性交联单体 路，PEI 表面修饰聚合微球的路线如图 4 所示。
J-1 作交联剂，合成可分解的聚合微球，初始粒径为