Page 213 - 《精细化工》2022年第8期

第 8 期 纪 宽，等: 含辣素衍生结构的疏水缔合共聚物的制备及性能 ·1713·

摩尔气体常数，8.314472 J/(mol·K)；A 为指前因子，mPa·s。
通过线性拟合得到 lnη-1/T 曲线，计算出共聚物
PAA、PACA、PACIA、PACSA、PACIAM、PACSAM
的 E a 分别为 25.193、22.366、18.042、14.883、12.804
和 12.389 kJ/mol。黏流活化能越低，对温度的敏感
性越低，耐温性越好。比较得出，引入辣素衍生单
体的共聚物 E a 明显更低，这是因为，HMMAM 存在
刚性苯环结构且单体间能够通过化学交联形成稳定
的网络结构，分子链侧基的空间位阻效应增强，分
子热运动阻力大，高温对范德华力和氢键的破坏
减弱。
2.2.4 共聚物的耐盐性能分析
对共聚物的耐盐性能进行了分析，结果如图 9
所示，图 9b 为图 9a 的局部放大图。由图 9 可知，
随着盐质量浓度的增加，PAA 和 PACA 的表观黏度
逐渐下降，由于分子间仅存在静电斥力，溶液中的
离子增强了共聚物离子间的排斥力，分子链收缩弯
曲，溶液表观黏度下降。由图 9a、b 可知，PACSAM、
PACIAM、PACSA 和 PACIA 的表观黏度呈现先小幅
上升后平缓下降的趋势，当质量浓度分别为 0.6 和
1 g/L 时，PACIA 和 PACSA 的表观黏度略有增加，
呈现反聚电解质效应 [28] ，此时疏水缔合作用力超过
静电排斥的影响，而且 NaCl 使溶剂极性提升，疏水
基团为规避水分子使分子间疏水缔合作用加强，范
德华力和氢键作用增强，分子更易聚集，溶液表观
黏度增大 [29] 。但随着 NaCl 质量浓度继续增高，静
电斥力逐渐超过疏水缔合作用，物理交联结构被破
坏，溶液表观黏度持续下降。HMMAM 使共聚物形
成了更稳定的化学交联构型，疏水缔合特性增强，
在 NaCl 质量浓度分别>1.2 和 1.6 g/L 后，PACIAM
和 PACSAM 的表观黏度才开始下降，使共聚物即便
在高盐条件下，表观黏度依然可得到较大程度的保
留，因此，PACIAM 和 PACSAM 在质量浓度为 10 g/L
的 NaCl 溶液中表观黏度可达到 284 和 492 mPa·s，
保留率分别可达到 37.57%和 42.12%。由图 9c、d 可

2+
2+
知，对于 Mg 和 Ca ，由于二价金属盐的离子强度较
2+
高，尤其是 Ca 的静电斥力发挥更强的作用，对疏 图 9 金属盐质量浓度对共聚物溶液表观黏度的影响
Fig. 9 Effects of mass concentration of metal salts on
水缔合作用削弱较大，因此，溶液表观黏度保留率 apparent viscosity of copolymer solutions
有一定的降低，PACIAM、PACSAM 在质量浓度为
10 g/L 的 MgCl 2 和 CaCl 2 溶液中的表观黏度保留率 2.2.5 共聚物的溶解速率分析
分别为 34.13%、38.36%和 31.48%、35.27%。但与 共聚物的水溶性也是影响驱油效率的重要指标
未加入 HMMAM 的共聚物相比，表观黏度依然有大 之一。由于离子型共聚物溶于水后可以电离出离子
幅度提升。因此，可以证明，运用无皂乳液聚合的 及反离子，随着溶解量的增加使溶液电导率提高，
方式将微量的辣素衍生单体引入共聚物中可大幅增 因此采用电导法测定了共聚物溶解速率，并绘制成
强共聚物的耐盐能力。 曲线，结果见图 10。