Page 203 - 《精细化工》2022年第10期

第 10 期 张雯娟，等: 高耐盐型聚合物的制备及其流变性能 ·2137·

切后的聚合物样品进行 SEM 测试，观察分子内部结
构，结果如图 10 所示。

a—清水;b—20000 mg/L NaCl; c—20000 mg/L CaCl 2；插图为聚
合物在清水和盐水中的 SEM 图
图 8 聚合物触变性能测试结果
Fig. 8 Test results of polymer thixotropic properties

–1
由图 8b、c 可以看出，在剪切速率为 100 s 时，
聚合物上行剪切曲线都出现峰值，此时聚合物分子
内部结构被破坏，产生的峰值说明样品内部具有能
够抵抗剪切的力学结构（化学交联、分子链的缠结
+
等）。聚合物在 NaCl 溶液中，Na 与聚合物分子链中
+
的负电基团发生静电吸引作用，Na 在负电基团间形
成架桥作用，因而，聚合物能够抵御更强的剪切力
作用，触变性能更好。功能单体 CH-3 与二价阳离
子产生螯合作用而形成规则的空间结构，增强分子
间作用力和分子链之间的缠结作用，因此，在质量
浓度为 20000 mg/L CaCl 2 水溶液中的聚合物所能承
受的最大应力值略高于在 NaCl 溶液中的应力值。当
–1
剪切速率在 100~150 s 范围内，聚合物分子内部的
螯合结构被破坏，分子抵抗外部剪切的能力下降，
导致应力值先回落或平行再上升。
2.7 温度对 p(AM/AA/CH-3)耐温耐剪切性能的影响
分别在清水、质量浓度均为 20000 mg/L 的 NaCl
水溶液和 CaCl 2 水溶液中配制质量分数为 0.8%的

p(AM/AA/CH-3)聚合物溶液，设置升温速率为 0.1 ℃/s， a—清水；b—20000 mg/L NaCl；c—20000 mg/L CaCl 2
–1
升温范围为 30~180 ℃，剪切速率为 170 s ，溶液的 图 9 聚合物耐温性能测试结果
黏温曲线如图 9 所示。 Fig. 9 Test results of polymer temperature resistance

由图 9 所示，聚合物溶液的表观黏度随温度的
升高而下降。温度升高，分子链热运动加剧，体系
逐渐走向混乱，分子链在水中初始为静态舒展，在
剪切过程中发生缠绕，导致黏度降低，在缠绕到一
定程度时，分子结构产生一定强度，具有一定抵抗
温度与剪切的能力，因此，随着温度升高，黏度损
失率逐渐降低。清水条件下，当温度高于 120 ℃后，
部分分子链发生韧性断裂，黏度损失加快；体系黏
度低于 50 mPa·s 时的温度为 173.4 ℃；在盐水中，
2+
2+
由于分子支链中的羟基结构与 Ca 、Mg 等二价离
子形成螯合结构，分子缠绕抵抗温度能力更强，因
此，在 NaCl 溶液中黏度低于 50 mPa·s 时的温度为
a、b—清水；c、d—20000 mg/L NaCl
165.9 ℃，在 CaCl 2 溶液中黏度低于 50 mPa·s 时的 图 10 耐温测试后聚合物的 SEM 图
温度为 138.5 ℃，体系具有较好的耐温性能。将剪 Fig. 10 SEM images of polymer after temperature resistance test