Page 228 - 《精细化工》2023年第3期

·684· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

搅拌器配制不同质量浓度的 FPM-1 水溶液，图 5a
为不同质量浓度 FPM-1 水溶液的表观黏度。为探究
FPM-1 作为水性稠化剂对疏水缔合物 AAOS 溶解性
及黏度的影响，在 AAOS 和 FPM-1 具有相同有效聚
合物含量的条件下，测试了不同溶解时间下质量分
数 0.27% AAOS 水溶液和质量分数 0.60% FPM-1 水
溶液的表观黏度变化，结果如图 5b 所示。

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图 3 AAOS 的 HNMR 谱图
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Fig. 3 HNMR spectrum of AAOS

2.3 SEM 分析
质量分数 0.30% AAOS 水溶液、质量分数 0.30%
FPM-1 水溶液和质量分数 0.60% FPM-1 水溶液经过
冷冻干燥后的 SEM 图如图 4 所示。

图 5 不同质量浓度的 FPM-1 水溶液的表观黏度（a）与
质量分数 0.27% AAOS 水溶液和质量分数 0.60%

FPM-1 水溶液溶解时间对表观黏度的影响（b）
图 4 质量分数 0.30% AAOS 水溶液（a）、质量分数 0.30% Fig. 5 Apparent viscosity of FPM-1 aqueous solution with
FPM-1 水溶液（b）和质量分数 0.60% FPM-1 水溶 different mass concentrations (a) and effects of
液（c）的 SEM 图 dissolution time of AAOS aqueous solution with a
Fig. 4 SEM images of AAOS aqueous solution with a mass mass fraction of 0.27% and FPM-1 aqueous
fraction of 0.30% (a), FPM-1 aqueous solution with a solution with a mass fraction of 0.60% on apparent
mass fraction of 0.30% (b) and FPM-1 aqueous viscosity (b)
solution with a mass fraction of 0.60% (c)
由图 5a 可知，随着 FPM-1 质量浓度的增加，
由图 4a 可见，质量分数 0.30% AAOS 水溶液经 FPM-1 水溶液黏度逐渐增大，当质量浓度大于
过冷冻干燥后的微观结构主要以线性聚合物的形式 900 mg/L 后，黏度与 FPM-1 质量浓度呈正比例关系。
存在，复杂的三维网络结构显示出许多疏水缔合交联 这是由于聚合物中含有疏水长链，FPM-1 质量浓度
点。在图 4b 和 c 中，聚合物骨架变厚，三维网络结 大于临界缔合浓度后，疏水链由分子内缔合迅速转
构变密，导致明显的团聚现象。这是由于 CDEA 和 变为分子间缔合，聚合物的流体力学体积增大，宏
SDS 增强了 AAOS 聚合物分子间的疏水缔合作用， 观上表现为表观黏度的增加。由图 5a 可见，FPM-1
形成物理“交联”结构，也增加了 AAOS 分子间的 的临界缔合质量浓度为 868 mg/L。由图 5b 可以看
聚集和纠缠。因此，在 FPM-1 溶液中聚合物的聚集 出，开始溶解时随着时间的延长，溶液的表观黏度
和疏水缔合交联作用强，有利于 FPM-1 性能的提高。 增大。质量分数 0.60% FPM-1 水溶液的黏度增加快
2.4 溶解性分析 于质量分数 0.27% AAOS 水溶液，3 min 后 FPM-1
水力压裂时，流体以高速度和足够的压力泵入 完全溶解，最终表观黏度为 165 mPa·s，质量分数
储层，一种成功的水力压裂液必须能够快速产生足 0.27%的 AAOS 在水中的溶解时间为 7 min，最终表
够的黏度来携带支撑剂。在室内实验中，使用磁力 观黏度为 90 mPa·s。这是因为，FPM-1 中的水性低