疏水缔合聚合物
在聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物
疏水缔合聚合物(HAWP)是指在聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物
基本信息
其溶液具有独特的性能,在水溶液中,此类聚合物的疏水基团由于疏水作用而发生聚集,使大分子链产生分子内和分子间缔合。当聚合物浓度高于某一临界浓度(CAC)后,大分子链通过疏水缔合作用聚集,形成以分子间缔合为主的超分子结构—动态物理交联网络,流体力学体积增加,溶液粘度大幅度升高,小分子电解质的加入和升高温度均可增加溶剂的极性,使疏水缔合作用增强。
疏水缔合的思路就是利用聚合物分子链(束、团)间作用来建立体系粘度。这种思路假设:
(1)聚合物溶液中聚合物分子链间适当结合,形成—定形态的超分子聚集体,而各超分子聚集体之间相互联结,在静止条件下形成一均匀的、布满整个体系的三维立体网状结构(多级结构)。
(2)超分子聚集体以及由它们联结而组成的空间网状结构的形成和拆开随疏水缔合程度的增减而可逆变化。
(3)此溶液体系为结构流体:视粘度由结构部分形成的粘度和非结构部分形成的粘度所构成。其中非结构粘度M由分子链(束、团)的流体力学尺寸所决定,而结构粘度由分子链间的作用状态和强弱所决定。
这样链间缔合形成超分子聚集体,其聚集数及聚集体大小受多种因素影响,但人为可调、可控,而聚集体之间也可靠这种链问缔合作用而相互连接。从而静止时形成布满体系空间的网络结构,此网状结构将随剪切速率变化而可逆变化。
疏水聚合物优点
(1)增粘及抗温、抗盐能力强;
(2)抗剪切能力强;
(3)岩心流动有较大的阻力系数与残余阻力系数
疏水缔合聚合物需要继续改进的方面有以下几点:
(1)溶解性。缔合基的存在对溶解性有影响,疏水基团的硫水性愈强(比如R基愈长),对溶解性影响愈大,而疏水基在分子中含量愈高,则溶解性愈差。疏水基不同,影响程度不同。
(2)注入性。早期研制的聚合物样品和中试产品,在试验中发现注入性不好,压力不断升高,经岩心后的溶液聚合物损失很大;
(3)临界浓度。缔合聚合物溶液浓度低于其粘度的临界浓度,则其直接测定的粘度比高相对分子质量HPAM的低;若临界浓度过高,如大于600mg/L,则会影响其实际应用效果。
(4)聚合物溶液的稳定性。研究中发现缔合聚合物溶液的高粘度随老化时间增长而下降。甚至出现陡然下降的现象。这种现象用一般聚合物防止热氧降解的办法无明显效果,有着与一般聚合物溶液不同的降解原因。其机理研究正在进行
参考资料
最新修订时间:2023-12-23 23:13
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