反相乳液聚合法制备缔合型耐盐聚合物及其流变性能
《精细化工》
2024年 41卷
第1期
20230279
中图分类号：TE348
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摘要
以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-十二烷基磺酸钠（AMCS）、疏水单体29-(4-辛基苯氧基)-3,6,9,12, 15,18,21,24,27-壬氧烷酮基甲基丙烯酸酯（GTE-10）为原料，通过反相乳液聚合法制备了一种缔合型耐盐聚合物p(AM/AMCS/GTE-10)。通过FTIR、HNMR、SEM、TEM及激光粒度分析仪对其结构和形貌进行了表征，并对其流变性能、触变性能和黏弹性进行了评价。结果表明，疏水单体GTE-10成功引入聚合物中，聚合完成后的乳液粒径分布集中且均一，盐(NaCl、CaCl)的加入使p(AM/AMCS/GTE-10)分子聚集态更紧密，形成的空间网络结构更稳定。质量分数为0.7%的p(AM/AMCS/GTE-10)聚合物水溶液在140 ℃时表现出较好的耐温性能；在120 ℃、170 s条件下剪切1 h，在质量浓度为20000 mg/L的NaCl和CaCl水溶液中分别配制质量分数0.7%的聚合物溶液，其表观黏度分别为64.8和54.1 mPa·s；聚合物具有较好的剪切恢复性能；盐水条件下储能模量大于损耗模量，金属离子与苯氧乙烯基发生络合反应，使分子间作用力增强，形成的空间结构更稳定且难被破坏，黏弹性更高。
关键词: 反相乳液聚合 耐盐 流变性能 黏弹性 触变性 油田化学品
聚丙烯酰胺是一种人工合成高分子聚合物，可通过改变聚合单体或聚合方法来人为控制相对分子质量（简称分子量）、分子结构，从而实现特定的增黏、流变性能 。随着页岩油气资源的勘探开发，体积压裂已成为非常规油气储层改造的主要手段，具有储能模量（ G ′）的聚合物是高效减阻、携砂的保证 [7-10] 。通过改变聚合物的结构使其黏度发生变化，从而提高黏弹性，在压裂过程中可减少聚合物用量，提高流体对支撑剂的携带能力 [11-12] 。
吴伟等 以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、氯化甲基丙烯酸二甲基十六烷基氨基乙醇酯、4-丙烯酰基氨基苯磺酸钠为原料，通过反相乳液聚合法合成了四元疏水缔合聚合物AAMS-1，在150 ℃、170 s –1 条件下，质量分数为0.6%的聚合物水溶液持续剪切2 h后，黏度仍大于50 mPa·s， G ′始终大于损耗模量（ G ″），表明该体系在150 ℃下具有良好的黏弹性。MAO等 以丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、29-(4-辛基苯氧基)-3,6,9,12,15,18,21,24,27-壬氧烷酮基甲基丙烯酸酯（GTE-10）为原料，通过水溶液聚合法得到一种疏水缔合聚合物SRHV，质量浓度为3000 mg/L的SRHV在90 ℃、质量分数26.5%的NaCl水溶液中仍具有较好的黏弹性，表明盐溶液中的金属离子有助于聚合物内部疏水缔合网络的形成，在高温下很难被破坏。
本文通过引入疏水单体GTE-10，以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-十二烷基磺酸钠（AMC 12 S）、GTE-10为原料，采用反相乳液聚合法制备一种在盐溶液中具有强疏水缔合网络结构的聚合物乳液，实现低黏度高弹性的流变行为。通过FTIR、 1 HNMR、SEM、TEM及激光粒度分析仪对聚合物的结构形貌进行表征，通过测定聚合物水溶液的耐盐性能、流变性能，为基于弹性的悬砂研究提供思路。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
二氯甲烷、三乙胺、甲基丙烯酰氯，分析纯，济南宏巨化工有限公司；乳化剂：辛基苯酚聚氧乙烯（10）醚（OP-10），分析纯，西亚化学科技有限公司；AM，工业级，济南智恒致远化工有限公司；氢氧化钠、无水乙醇，分析纯，天津市富宇精细化工有限公司；白油，工业级，山东京昊化工有限公司；氯化钠（NaCl）、无水氯化钙（CaCl 2 ），分析纯，山东诚泰化工有限公司；过硫酸铵〔(NH 4 ) 2 S 2 O 8 〕、亚硫酸氢钠（NaHSO 3 ），分析纯，江顺化工科技有限公司；吐温-80、司盘-80，工业级，济宁棠邑化工有限公司；AMC 12 S，上海植信化工有限公司。
VERTE 70傅里叶变换红外光谱仪，德国PE公司；ADVANCE Ⅲ 400 MHz核磁共振波谱仪，德国布鲁克公司；FEI Tecnai G2 F20 S-TWIN透射电子显微镜、FEI various 460高分辨场发射扫描电子显微镜，美国FEI公司；HAKKE Mars 40旋转流变仪，赛默飞世尔科技（中国）有限公司；BT-9300ST激光粒度分析仪，丹东百特仪器有限公司；RE-52A旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；ZNN-D6型黏度计，山东美科仪器有限公司。
1.2 疏水单体GTE-10的合成
称取OP-10（64.6 g，0.1 mol）、二氯甲烷（250 mL），加入500 mL反应瓶中，冰浴至体系温度降为0 ℃，加入三乙胺（10.1 g，0.1 mol），再使用恒压漏斗滴入甲基丙烯酰氯（10.5 g，0.1 mol）和二氯甲烷（25 mL），反应8 h，得到粗产物；用旋转蒸发仪除去溶剂，即得疏水单体GTE-10 ，其合成路线如下所示：
1.3 反相乳液聚合物p(AM/AMC
称取AM（240 g，3.4 mol）、AMC 12 S（32 g，0.1 mol）、疏水单体GTE-10（4 g，0.005 mol）、2 mL质量分数1%过硫酸铵溶液，加入350 g蒸馏水中，得到水相溶液，再用100 mL质量分数40%的氢氧化钠水溶液调节水相的pH为6.5~7.0；称取22 g司盘-80、8 g吐温-80，加入240 g白油中，得到油相溶液；将水相与油相混合均匀，用高速搅拌机在11000 r/min下进行15 min预乳化，得到均匀的油包水型预乳液。向预乳液中通入氮气1 h后，用微量注射泵滴加3 mL 质量分数1% NaHSO 3 溶液作为引发剂，控制温度为45 ℃，继续保温反应2~3 h后，将反应体系冷却至室温并加入3.5 g转相剂OP-10，得到稳定的聚合物乳液p(AM/AMC 12 S/GTE-10)。其合成路线如下所示：
1.4 结构表征与性能测试
FTIR测试：向聚合物乳液中加入无水乙醇，抽滤、干燥后研磨得到样品粉末，与溴化钾混合压片，采用FTIR对聚合物进行测试。
1 HNMR测试：向聚合物乳液中加入无水乙醇，抽滤、干燥后研磨得到样品粉末；以氧化氘为溶剂，采用核磁共振波谱仪进行结构表征。
粒径测试：将聚合物乳液配制成质量分数0.3%的水溶液，超声分散5 min，在测试温度为25 ℃下，采用激光粒度分析仪测定聚合物乳液反应前后的粒径分布。
TEM测试：将质量分数0.3%的聚合物水溶液滴涂于铜网表面，干燥后用透射电子显微镜测试聚合物乳液反应前后的微观结构。
SEM测试：样品用液氮冷冻并在室温下真空干燥，对表面进行喷金镀膜后，用扫描电子显微镜观察样品在水溶液和盐溶液中的聚集形态。
流变性能测试：分别在清水和盐水中配制质量分数为0.7%聚合物溶液,设定剪切速率为170 s –1 ，在140 ℃下，进行耐温性能测试；设定剪切速率为170 s –1 ，分别在90和120 ℃下进行耐剪切性能测试；设定以170、510和1022 s –1 交替改变剪切速率，在30 ℃下进行剪切恢复性能测试；设定剪切速率变化范围为0~1000 s –1 ，在30 ℃下进行触变性能测试；设定频率为1 Hz时，应力扫描范围0.1~10 Pa或设定应力为1 Pa时，频率扫描范围0.1~10 Hz，在30 ℃下进行黏弹性能测试。
2 结果与讨论
2.1 FTIR分析
图1 为功能单体GTE-10及聚合物p(AM/AMC 12 S/GTE-10)的FTIR谱图。
图1 功能单体GTE-10及聚合物p(AM/AMC
由 图1 可知，3605 cm –1 处为羧基中O—H键的伸缩振动吸收峰；3165 cm –1 处为酰胺基中N—H键的伸缩振动吸收峰；2931 cm –1 处为甲基和亚甲基中C—H键的伸缩振动吸收峰；1691 cm –1 处为C==O键的伸缩振动吸收峰；1415 cm –1 处为磺酸基的特征峰；1315 cm –1 处为酰胺基中仲胺的C—N键的伸缩振动吸收峰；640 cm –1 处为—(CH 2 ) 9 —的特征峰；p(AM/AMC 12 S/GTE-10)在1450和1552 cm –1 处均出现对应于苯环上C==C键的伸缩振动吸收峰，806、813 cm –1 处出现对应于苯环上C—H键的弯曲振动吸收峰。结果表明，疏水单体GTE-10成功引入聚合物中，所得聚合物分子结构与预期一致。
2.2
图2 为功能单体GTE-10的 1 HNMR谱图。
图2 功能单体GTE-10的
由 图2 可知， δ 4.71为氧化氘的溶剂峰； δ 0.63(a)处为功能单体GTE-10中长烷基链—(CH 2 ) 7 CH 3 上—CH 3 的质子峰； δ 1.16 (b)、 δ 1.72 (c)、 δ 3.11 (d)为—(CH 2 ) 7 CH 3 中重复单元内—CH 2 —的质子峰； δ 6.68 (f)、 δ 6.95 (e)为苯环上的两组质子峰； δ 4.12(g)、 δ 3.88 (h)、 δ 3.50 (i)为重复单元—(CH 2 CH 2 O) 10 —中—CH 2 —的质子峰； δ 1.79 (j)为GTE-10末端双键碳上—CH 3 的质子峰； δ 5.31 (k)、 δ 6.09 (l)为末端双键碳上的两组质子峰。
图3 为功能单体GTE-10的 13 CNMR谱图。
图3 功能单体GTE-10的
由 图3 可知， δ 13.9 (a)为功能单体GTE-10中长烷基链—(CH 2 ) 7 CH 3 上—CH 3 的吸收峰； δ 43.2(b)、 δ 46.6 (c)为重复单元—(CH 2 ) 7 —的吸收峰； δ 135.8 (d)、 δ 129.6 (e)、 δ 113.7 (f)、 δ 156.3 (g)分别苯环上4组碳的吸收峰； δ 69.8 (h)为重复单元—(CH 2 CH 2 O) 10 —中—CH 2 —的吸收峰； δ 167.7 (i)为羰基碳的吸收峰； δ 17.8 (k)为GTE-10末端双键碳上—CH 3 的吸收峰； δ 135.2 (j)、 δ 126.6 (l)为末端双键碳的两个吸收峰。
图4 为聚合物p(AM/AMC 12 S/GTE-10)的 1 HNMR谱图。
图4 p(AM/AMC
由 图4 可知， δ 4.71为氧化氘的溶剂峰； δ 1.71(a)、 δ 1.43 (b)、 δ 0.76 (c)为主链中—CH 2 —、—CH—和—CH 3 的质子峰； δ 3.20 (d)、 δ 3.28 (g)为单体AMC 12 S侧链中的—CH—和—CH 2 —的质子峰； δ 0.91 (e)、 δ 1.26 (f)为重复单元—(CH 2 ) 9 CH 3 中—CH 2 —和—CH 3 的质子峰； δ 3.36 (h)为功能单体GTE-10侧链上重复单元—(CH 2 CH 2 O) 10 —中—CH 2 —的质子峰； δ 6.78 (i)为苯环上的质子峰。结果表明，单体AMC 12 S、GTE-10均参与了聚合反应，所得聚合物分子结构与预期一致。
2.3 粒径分析
图5 为聚合反应前后乳液的粒径分布和微观形貌。由 图5 a、c可看出，预乳化后形成的油包水型预乳液的平均粒径偏大且分布不均，平均粒径（ D 50 ）为10.450 μm；由 图5 b、d可看出，聚合反应完成后油包水结构更加均一，粒径分布范围更窄， D 50 为5.837 μm，使得聚合物展现出更好的溶解性 [15-17] 。
图5 聚合反应前后乳液的粒径分布（a、b）和TEM图（c、d）
通过反相自由基聚合反应合成聚合物p(AM/AMC 12 S/GTE-10)的反应机理示意图见 图6 。首先，将配制的乳液进行预乳化形成油包水型微液滴，预乳化后油相通过乳化剂作用将聚合单体与水相进行包裹，形成大小不一的球形结构；在反应过程中，游离在油包水结构外的单体首先与引发剂形成预聚自由基，在搅拌作用下，逐渐进入油包水反应内核，通过调整链转移剂的用量，使游离单体反应更充分，聚合反应完成后油包水结构更加均一，粒径分布范围更窄。
图6 反相乳液聚合反应机理示意图
2.4 耐盐性能分析
在室温条件下，质量分数为0.3%、0.5%和0.7%的聚合物在不同质量浓度NaCl和CaCl 2 水溶液中的表观黏度变化如 图7 所示。
图7 不同质量浓度盐溶液对聚合物表观黏度的影响（插图为质量分数0.3%的聚合物在质量浓度为10000 mg/L盐溶液中的SEM图）
如 图7 所示，随着盐溶液质量浓度的增加，聚合物溶液的表观黏度呈先增加后降低的趋势；质量分数0.7%的聚合物溶液初始黏度为123 mPa·s，在80000 mg/L NaCl溶液和CaCl 2 溶液中质量分数0.7%的聚合物溶液的表观黏度分别为39和24 mPa·s，黏度保留率分别为31.71%和19.51%。由于功能单体GTE-10中含有的苯氧乙烯基具有络合金属离子的能力，降低了静电屏蔽作用带来的负面影响，增大了流体力学体积，促进了空间网络结构的形成，从而促使聚合物表观黏度随着聚合物质量分数的增加而增加 [18-19] ；疏水长链以及苯环等基团的引入增强了分子链的刚性，使分子链不易卷曲，提升了体系的增黏抗盐能力。而在高盐质量浓度下，金属离子对分子链的静电屏蔽作用超过了分子间的缔合作用，压缩了聚合物分子的流体力学体积，导致聚合物溶液的表观黏度下降。
2.5 SEM分析
图8 为质量分数0.3%的聚合物p(AM/AMC 12 S/GTE-10)在清水和质量浓度为10000 mg/L的NaCl水溶液中的SEM图。 图9 为p(AM/AMC 12 S/GTE-10)的耐盐机理示意图。
图8 p(AM/AMC
图9 p(AM/AMC
如 图8 、9所示，在清水中聚合物完全伸展，聚合物中接枝的功能单体GTE-10自发聚集，形成一定强度的疏水微区，分子间形成缔合结构，使得聚合物形成的三维网络结构具有一定强度，宏观上表现为聚合物溶液的黏弹性；在盐水中功能单体GTE-10中的苯氧乙烯基具有络合盐离子的作用，由于苯氧乙烯基的孤对电子填充金属离子的空轨道，增强了分子间作用力，减小了静电屏蔽作用对聚合物骨架的影响，提高了聚合物对金属阳离子的抗性，因此，在盐水中聚合物具有更强的空间网络结构 [20-21] 。
2.6 耐温性能分析
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0.7%的p(AM/AMC 12 S/GTE-10)溶液，其在140 ℃下的耐温性能如 图10 所示。
图10 质量分数为0.7%的p(AM/AMC
如 图10 所示，随着温度的升高，聚合物溶液的表观黏度（简称黏度）持续降低。经疏水改性后聚合物分子链的内聚力增强，增大了流体的黏流活化能，因此，聚合物对温度的变化具有一定的依赖性。当温度升高时，聚合物溶液的黏度降低；140 ℃下，在清水与NaCl溶液中聚合物溶液的黏度均大于50 mPa·s；在CaCl 2 溶液中，温度高于115.3 ℃后聚合物溶液的黏度低于50 mPa·s，整体看聚合物溶液的耐温性能较好。
2.7 耐剪切性能分析
在清水、质量浓度为20000 mg/L的NaCl和CaCl 2 水溶液中配制质量分数为0.7%的p(AM/AMC 12 S/GTE-10)溶液，在剪切速率恒定为170 s –1 的条件下，分别测定其在90和120 ℃下的耐剪切性能，如 图11 、12所示。
图11 质量分数0.7%的p(AM/AMC
如 图11 所示，随着温度的升高，聚合物水溶液的黏度呈现出先下降后不变的趋势；由于体系温度升高，基团热运动加剧，使得分子间聚集减弱，聚合物溶液的黏度降低；当温度恒定时，聚合物溶液的黏度对温度的依赖性解除，分子间缔合作用与分子热运动处于平衡状态。在90和120 ℃的高温下剪切1 h后，聚合物水溶液的黏度基本保持不变，分别为88.5和72.6 mPa·s。
如 图12 所示，在质量浓度为20000 mg/L的NaCl水溶液中90和120 ℃下剪切1 h后，聚合物溶液的黏度分别为79.3和64.8 mPa·s；在质量浓度为20000 mg/L的CaCl 2 水溶液中90和120 ℃下剪切1 h后，聚合物溶液的黏度分别为63.9和54.1 mPa·s。功能单体GTE-10中疏水长链和苯环的存在增强了分子链的刚性和构象转变难度，形成的空间网络结构更稳定；而盐溶液中的金属离子会与苯氧乙烯基发生络合反应，减少盐离子带来的负面影响，抗剪切性能增强。
图12 质量分数0.7%聚合物在盐溶液中的耐剪切曲线
在30 ℃下，以剪切速率为170、510和1022 s –1 交替改变，考察其对聚合物溶液黏度的影响，结果如 图13 所示。当剪切速率从170 s –1 到510 s –1 再增加到1022 s –1 时，黏度持续降低；当剪切速率恒定时，黏度基本保持不变；在1022 s –1 剪切一段时间后，恢复到170 s –1 时，黏度恢复至初始值。结果表明，聚合物黏度具有良好的剪切恢复性能，可能是由于高剪切速率下，分子缔合形成的动态物理交联网络结构没有被完全破坏，当剪切速率降低时，缔合作用使分离的分子链再次形成疏水微区，宏观上表现为黏度增加或恢复到初始值 。
图13 质量分数为0.7%的聚合物水溶液在不同剪切速率下的黏度曲线
聚合物溶液的流变行为可用幂律方程（1）来描述：
式中： τ —剪切应力，Pa； κ —稠度系数，mPa·s n ； n —幂律指数，当0< n <1时，为表观黏度随着剪切应力或剪切速率的增大而减小的流动，称为假塑型流动， n =1时，为理想的牛顿流体； γ —剪切速率，s –1 。
以lg γ 为横坐标，lg τ 为纵坐标绘制剪切速率与剪切应力的拟合线，得到拟合方程为 y =0.28839 x +0.90339（ R 2 =0.99805），其中幂律指数 n =0.28839<1，稠度系数 κ =8.01。因此，聚合物溶液属于假塑型流体，具有剪切变稀性质。
2.8 触变性能分析
测试质量分数为0.3%、0.5%和0.7%的聚合物水溶液的触变性能，结果如 图14 所示。
图14 不同质量分数聚合物溶液的触变性能
图14 中，随着聚合物溶液质量分数的增加，滞回线面积与剪切应力均增大，这表明聚合物分子间缔合作用的增加导致了空间网络结构强度的提升，引起了更大的反抗形变作用，使得破坏网络结构所需的能量增加，说明聚合物具有良好的抗剪切能力。
2.9 黏弹性能分析
研究表明，聚合物溶液是一种黏弹性流体，即在稳态简单剪切流动中，是具有非牛顿黏性和法向应力差的流体。由于法向应力差的存在，从而产生了很多特殊的流动现象，例如：Weissenberg效应、悬空虹吸现象、射流胀大现象等 。因此，为了分析聚合物溶液黏弹性的变化规律，测定了 G ′、 G ″、复合模量（ G* ）、第一法向应力差（ N 1 ）等参数。
2.9.1 G ′与 G ″的变化规律
图15 和 图16 为在质量浓度为20000 mg/L NaCl、质量浓度为10000 mg/L CaCl 2 和清水中，不同质量分数的聚合物溶液的 G ′和 G ″随应力与频率的变化曲线。
图15 聚合物溶液的
图16 聚合物溶液的
图15 中，质量分数为0.3%、0.5%的聚合物溶液在低应力范围内， G ′与 G ″基本保持平稳，出现了线性黏弹区，该区域反映了聚合物溶液的结构强度，当应力持续增大， G ′与 G ″呈下降趋势， G ′< G ″，转变为非线性黏弹区，溶液的空间网络结构被剪切应力破坏，表现出剪切稀释特性。质量分数为0.7%的聚合物溶液在0~10 Pa的应力扫描范围内存在明显的线性黏弹区，且 G ′> G ″，表现为弹性流体。聚合物质量分数越大，分子间缔合作用越强，形成的空间结构越稳定且难被破坏；适当质量浓度的盐溶液也会增强缔合效应，有利于聚合物分子黏弹性的增加。
图16 中，随着剪切频率的增加，聚合物溶液的 G ′和 G ″增大。如 图16 a所示，清水中质量分数为0.3%的聚合物溶液在频率较低时，主要是分子内缔合作用，黏弹性主要是由较高的分子量贡献的，所以 G ′< G ″，表现为黏性流动；当频率由低到高变化时，分子间缔合作用增强，复杂的网络结构提供了较好的弹性， G ′占主导地位，表现为弹性流动。如 图16 b、c所示，聚合物在盐溶液中的黏弹性大于在清水中的黏弹性，是因为金属离子与苯氧乙烯基发生络合反应，增强了分子间作用力，从而形成密集的网络结构，结构黏度也随之增加。因此，提高聚合物的结构黏度可以使溶液黏弹性增大。
2.9.2 G * 的变化规律
G * 研究的是聚合物溶液的线性黏弹行为，它可以同时反映流体的黏性和弹性特性。可根据 G ′与 G ″求得 ，公式如下：
图17 为在20000 mg/L NaCl、10000 mg/L CaCl 2 和清水中，质量分数为0.3%、0.5%、0.7%聚合物溶液的 G * 随频率的变化曲线。
图17
图17 中，剪切频率增加的同时， G * 也随之增大，趋近于直线变化。这是由于聚合物分子间缔合形成了稳定的空间网络结构后，剪切频率的增加会引起聚合物溶液更大的反抗形变作用，表现为 G * 的增加。在同一质量分数下，盐溶液中的 G * 大于清水中的 G * ，是因为经疏水改性的聚合物由于缔合作用形成的动态物理交联网络受无机盐影响小，抗盐增黏能力增强，黏弹性增大。
为了对比不同质量分数下聚合物溶液黏弹性大小，选择频率为1 Hz时的复合模量进行比较，结果见 图18
图18 聚合物质量分数对
如 图18 所示，清水和盐水中的 G * 均随聚合物质量分数的增加而增大，其中，20000 mg/L NaCl溶液的上升趋势最快，其次是10000 mg/L CaCl 2 溶液，说明适当质量浓度的盐溶液有利于聚合物分子黏弹性的增加。聚合物质量分数为0.3%~0.5%时， G * 增加缓慢，质量分数为0.5%~0.7%时，曲线斜率更大， G * 增速更快。因为在质量分数较低时，黏弹性主要是由聚合物分子内缔合作用提供，随着质量分数增加，分子间缔合作用增大，形成了复杂的网络结构， G * 明显提升。
2.9.3 N 1 的变化规律
N 1 是能够定性描述聚合物溶液黏弹性的参数之一，定义为流动方向与垂直方向上法向应力的差值。 N 1 是在稳态剪切流动实验中测定出来的数值，但由于机器量程受限，导致测量所得数据不准确。因此，提出一种由动态数据估计稳态数据的方法 ，即以 G ′与 G ″描述 N 1 的变化规律。
图19 为在质量浓度为20000 mg/L的NaCl、质量浓度为10000 mg/L的CaCl 2 水溶液和清水中，不同质量分数的聚合物溶液的 N 1 随频率的变化曲线。
图19 聚合物溶液的
如 图19 所示，在同一质量分数下，盐溶液中的 N 1 大于清水中的值，是因为盐的加入使疏水链相互纠缠，分子间缔合作用增强，疏水微区体积变大导致了结构黏度增加，黏弹性更大。在同一频率下， N 1 随着质量分数的增加而增大，黏弹性也明显增强。
为了对比不同质量分数下聚合物溶液黏弹性大小，选择频率为1 Hz时的 N 1 进行比较。 图20 N 1 随聚合物质量分数的变化曲线，随着聚合物质量分数的增加，清水和盐溶液中的 N 1 均增大，20000 mg/L NaCl溶液的 N 1 增长速度最快，与 G * 所得结果相同。
图20 聚合物质量分数对
3 结论
（1）将含有苯氧乙烯基结构的功能单体GTE-10引入反相乳液聚合中，制备了一种在盐溶液环境中具有强疏水缔合网络结构的聚合物乳液。通过FTIR、 1 HNMR对该聚合物进行表征；SEM表明，聚合物在盐水条件下具有致密的空间网络结构。
（2）耐温耐剪切性能测试结果表明，在90和120 ℃、170 s –1 条件下，质量分数0.7%聚合物水溶液的黏度最终保持在88.5、72.6 mPa·s，质量分数0.7%聚合物盐溶液的黏度均大于50 mPa·s。触变性能测试表明，聚合物黏度具有良好的剪切恢复性能。
（3）黏弹性测试结果表明，当聚合物溶液质量分数由0.3%增加到0.7%时，出现明显的线性黏弹区，且 G ′> G ″，表现为弹性流体。在盐水中，金属离子与苯氧乙烯基发生络合反应，缔合效应增强，形成的空间结构更稳定且难被破坏，黏弹性更高。
