Page 204 - 《精细化工》2022年第7期

·1490· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

更加稳定。这使得聚合物能够在高浓度无机盐溶液
中保持高黏度。
2.5 SEM 分析
图 7 为聚合物 HLMY 的 SEM 图。
由图 7 可以看出，在清水中，HLMY 分子聚集
态较为舒展，分布均匀，形成拟空间网络结构；在
盐水中，分子聚集得更加紧密，增强了拟空间网络
结构，盐的静电屏蔽作用使分子链部分发生卷曲 [23] 。
甚至在 NaCl 溶液中比在 CaCl 2 溶液中聚集得更紧

密。同时疏水单体间发生协同效应，缔合胶束发生
增溶，分子间结构强度变大，使聚合物抗盐性能有
所提升。HLMY 分子在 NaCl 溶液中比在 CaCl 2 溶液
中聚集得更紧密。

图 6 不同质量分数 NaCl（a）和 CaCl 2 （b）溶液对 HLMY

溶液表观黏度的影响
Fig. 6 Effects of different mass fractions of NaCl (a) and
CaCl 2 (b) on apparent viscosity of HLMY solutions

由图 6 可知，HPAM 的表观黏度因 NaCl 及 CaCl 2
质量分数升高而降低，这是由于 HPAM 属于阴离子
聚合物，受到盐离子与聚合物带电基团之间的相互
作用，聚合物的线性黏度降低。引入的 ECY 疏水单
体可抵抗无机盐的静电屏蔽作用，同时盐的电荷作
用可使两种疏水单体发生增溶作用，增大疏水微区
体积，因此，在一定盐含量下，随 NaCl 和 CaCl 2

质量分数的增加，聚合物 HLMY 表观黏度呈逐渐上
a—0.1% HLMY（清水）；b—0.3% HLMY（清水）；c—0.1% HLMY
升趋势；当盐质量分数继续增大时，离子的静电屏 （质量分数 5% NaCl 水溶液）；d—0.3% HLMY（质量分数 5%
蔽作用加剧，使分子主链发生卷曲，同时减弱了疏 NaCl 水溶液）；e—0.1% HLMY（质量分数 1% CaCl 2 水溶液）；f
水单体间的增溶效应，聚合物表观黏度开始逐渐降 —0.3% HLMY（质量分数 1% CaCl 2 水溶液）

低。在 w(NaCl)≤5%时，聚合物在盐离子作用下黏 图 7 不同质量分数 HLMY 溶液的 SEM 图
度逐渐增大。这是因为 NaCl 的极性很强，聚合物分 Fig.7 SEM images of HLMY solutions with different mass
fractions
子线团体积增大，表观黏度随之增加。在 w(NaCl)>
+
5%后，由于 Na 含量的增加，静电屏蔽作用增强， 2.6 黏弹性能
流体力学体积减少，黏度随之降低。由图 6b 可知， 在清水、质量分数为 5% NaCl 水溶液和质量
在 w(CaCl 2 )≤1%时，聚合物在盐离子作用下黏度逐 分数为 1% CaCl 2 水溶液中，分别配制质量分数为
2+
渐增大；在 w(CaCl 2 )>1%后，由于 Ca 含量的增加， 0.1%、0.3%和 0.6%的聚合物 HLMY 溶液，测
电荷密度增强，电荷压缩聚合物分子，导致分子链 试其 G′与 G″随应力与频率的变化曲线，结果见图
卷曲，黏度随之降低。 8、9。
由于引入的 ECY 功能化聚醚结构的特殊性，以 由图 8 可知，在 0~10 Pa 的应力扫描范围内，
及水溶液中氢键、疏水缔合和静电力的协同作用， 当 HLMY 质量分数为 0.1%时，G′<G″，且没有良好
聚合物 HLMY 的耐盐性优于 HPAM。ECY 的引入 的线性平台区，此时聚合物以黏性为主，聚合物分
增强了聚合物分子链之间的相互作用，使分子结构 子主要表现为分子内缔合；当 HLMY 质量分数为