Page 205 - 《精细化工》2023年第1期
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第 1 期 严 涵，等: 干水法制备核壳聚合物微球及其性能评价 ·197·
损失；第三阶段 580~800 ℃，此段 PMS@SiO 2 和 大，是微反应器发生聚合反应形成的聚合物凝胶。图
10 c 为经超声处理后 PMS@SiO 2 的 TEM 图，由图 10 c
PMS 曲线趋于稳定。其中，第二阶段 PMS@SiO 2
的最大降解速率对应温度高于 PMS，在 400~450 ℃ 可见，超声处理致使 PMS@SiO 2 壳层脱落，包裹层厚
之间。这是由于 PMS@SiO 2 的壳层起到阻隔与保护 度降低。与图 10 a 对比进一步证明了 PMS@SiO 2 呈
作用，使得其内部聚合物降解速率减缓 [26] ，提高了 SiO 2 颗粒包裹聚合物凝胶的核壳形态结构。
PMS@SiO 2 的热稳定性。油藏温度通常在 40~180 ℃
范围内 [27] ，在这一温度范围内，PMS@SiO 2 表现出
良好的热稳定性。
图 10 PMS@SiO 2 的 TEM 图
Fig. 10 TEM images of PMS@SiO 2
2.7 吸水膨胀性能
聚合物微球的吸水膨胀能力是评价微球应用性
能的 重要 指 标 [19] 。因此 ，对 核壳聚 合物 微 球
PMS@SiO 2 的吸水膨胀性能进行了探究，并与常规
聚合物微球 PMS 进行了对比实验，结果见图 11。
图 8 PMS@SiO 2 、PMS 和 SiO 2 -R812S 的 TGA 曲线
Fig. 8 TGA curves of PMS@SiO 2 , PMS and SiO 2 -R812S
2.5 粒径分析
图 9 是核壳聚合物微球 PMS@SiO 2 的粒径分布
及 SEM 图。由图 9 可以看出，PMS@SiO 2 的粒径分
布接近正态分布，粒径集中分布在 15.55~31.11 μm 范
围内，其中值粒径为 21.85 μm，平均粒径为 23.86 μm。
SEM 图显示，PMS@SiO 2 粒径为 15~35 μm，与激光
粒度仪测试结果一致，边界清晰，分散性好。颗粒
呈类球形是因为内核水相发生聚合反应，且在聚合
过程中体系放热水分蒸发致使其形状由准球形变为 11 PMS@SiO 2 和 PMS 的膨胀倍数曲线
类球形。 Fig. 11 Expansion multiple curves of PMS@SiO 2 and PMS
由图 11 可知，PMS@SiO 2 和 PMS 的膨胀速率
呈先快后慢最后趋于稳定的变化趋势。PMS 在 5 d
后达到溶胀平衡，而 PMS@SiO 2 达到溶胀平衡需 20
d，膨胀倍数约为 5.0。这是因为 PMS@SiO 2 有一定
厚度的纳米 SiO 2 包覆，溶液需通过 SiO 2 颗粒的堆积
层进入内核，此过程延长了水分子进入内核的时间，
实现了对其吸水膨胀速率的减缓作用。
2.8 调驱性能
为探究核壳聚合物微球 PMS@SiO 2 的调驱效
果，对 PMS@SiO 2 和常规聚合物微球 PMS 进行了
图 9 PMS@SiO 2 的粒径分布及 SEM 图
调驱性能对比实验，实验结果见表 3 和图 12。
Fig. 9 Particle size distribution and SEM images of PMS@SiO 2
由表 3 可知，注入微球后，PMS@SiO 2 的采收
2.6 TEM 分析 率略高于 PMS。在二次水驱时，PMS@SiO 2 的采收
核壳聚合物微球 PMS@SiO 2 的 TEM 图见图 10。 率明显高于 PMS，采收率达 87.00%，采收率增幅达
由图 10a、b 可看出，PMS@SiO 2 呈明显的核壳形态结 34.02%，与 PMS 相比，采收率增幅提高值为 11.89%。
构，其壳层边界不规则，厚度为 3~6 μm。内核密度较 由图 12 可以看出，PMS@SiO 2 二次水驱的突破压力
