CN101492515A - 丙烯酰胺改性接枝共聚物及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种丙烯酰胺改性接枝共聚物及其制备方法和用途，其特点是将丙烯酰胺20份，阴离子单体或/和阳离子单体1～20份，大单体0.1～15份，离子型疏水单体0.05～10份，去离子水50～1000份加入三颈反应瓶中，调节溶液pH＝3～9，通N2 30min后，于温度30～75℃下加入引发剂过硫酸盐0.002～0.5份，反应8～36小时，制得共聚物PAB，再用水稀释，得到PAB浓溶液。在聚合反应过程中，不用表面活性剂，把带长链的大单体和具有分子间缔合功能的离子型疏水单体同时引入到共聚物PAB中，能最佳地发挥分子链的刚性构象与分子间缔合的协同增粘抗盐能力，使PAB显示了独特的溶液性能，在高盐水溶液中具有高于淡水中的表观粘度，获得增粘、耐盐，具有低表面张力和强的分子缔合能力，能用于驱油的丙烯酰胺改性接枝共聚物。将该共聚物配制为质量浓度为0.2～3.0g/L，表面活性剂浓度为0.01～2mmol/L的水溶液，加入带有搅拌装置的混合容器中，在室温下搅拌均匀，即获得增粘、耐盐、抗剪切的聚合物驱油剂。PAB具有增粘剂和高分子表面活性剂的双重功能，在PAB溶液中加入极微量的低分子表面活性剂，就能显著提高溶液的表观粘度，降低溶液的表面张力和油水界面张力，有利于提高原油的采收率。将共聚物PAB配成质量浓度为0.05～7％的水溶液，获得具有优异表面活性的高分子表面活性剂，用于乳化剂、破乳剂、增溶剂和润湿剂。

Description

丙烯酰胺改性接枝共聚物及其制备方法和用途
一、技术领域
本发明涉及一种丙烯酰胺改性接枝共聚物及其制备方法和用途，属于高分子材料和提高石油采收率领域。
二、技术背景
为了提高石油采收率，目前在聚合物驱油技术中应用的聚合物主要是部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)。HPAM为线型的分子结构，其增粘主要依赖于超高分子量，分子量高达1.6×107～3.0×107，水解度一般为10～30％。HPAM的线型分子结构和高水解度使其在高矿化度油藏中的抗盐性以及耐温、抗剪切和抗老化等溶液性能较差，因此，HPAM只能用于低温低矿化度油藏中。为了提高HPAM溶液的抗盐性和其它溶液性能，国内外研究者通过如下的途径对聚丙烯酰胺进行了改性：①与带有耐温抗盐性能结构单元的功能单体共聚，制备线型耐温抗盐共聚物；②在HPAM溶液中添加小分子有机或无机交联剂，对HPAM进行弱交联，得到可流动的弱凝胶；③利用大分子基团间的氢键和静电库仑力，进行大分子自组装，如两性离子聚合物和聚合物复合体系；④与带有疏水基团的疏水单体共聚，得到线型疏水缔合共聚物；⑤与大单体共聚，得到梳型共聚物。上述各类丙烯酰胺改性聚合物各有其突出的特点，但也存在明显的不足，HPAM交联弱凝胶因分子链的刚性强，其耐温和抗盐性能较好，但由于其流体力学半径大，易堵塞石油储层的小孔隙，特别是中、低渗透储层的孔喉，只适用于高渗透油藏。对于线型的耐温抗盐共聚物，因盐对离子的静电屏蔽作用，盐的加入不可避免地使线型大分子链卷曲；对于线型疏水缔合离子型共聚物，盐对离子的静电屏蔽作用致使分子间的缔合作用受到严重影响；对于具有刚性构象的梳型离子型共聚物，虽然改变了驱油聚合物传统的线型分子结构，增强了聚合物的抗盐性，但共聚物溶液也同样存在盐效应。因此，不同浓度盐的加入都使上述三种共聚物的水溶液粘度大幅度下降。因此，在溶液低浓度下，同时具有良好的溶解性、高增粘、抗盐、耐温、抗剪切和抗老化的溶液性能，能用于不同渗透率油藏的驱油水溶性聚合物仍然是驱油聚合物技术的研究目标。刘坤，油田化学，2007，24(4)：340-343，研究了铬交联剂Water-Cut684与两种聚合物MO-400和恒聚聚合物形成的弱凝胶，结果发现，弱凝胶驱提高采收率的能力明显高于线型聚合物驱，但用于实验的填砂管均是高渗透率，分别为5.0μm2和1.5μm2。廖礼等，天津化工，2006，20(4)：29-35，研究了耐温抗盐三元驱油共聚物丙烯酰胺/3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸钠/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成，发现这种共聚物在40℃、6.8s-1和浓度为2.5g/L时，其在水溶液和质量浓度为9％的NaCl盐水溶液中的表观粘度均不高，分别为90mPa.s和50mPa.s。吕静兰等，石油化工，2005，34(6)：72-77，合成了线型的甲基丙烯磺酸钠-N，N-二甲基丙烯酰胺-丙烯酰胺耐温抗盐共聚物，结果发现，盐的加入使得溶液粘度明显下降，当该共聚物浓度为1.5g/L时，溶液的表观粘度由淡水中的260mPa.s下降到矿化度为5g/L时的60mPa.s。耿同谋等，精细化工2006，23(8)：747-751，合成了三元疏水缔合水溶性聚合物聚(丙烯酰胺/丙烯酸钠/N，N-双烯丙基十四胺)〔P(AM/NaAA/DiAC14)，研究发现，质量浓度为4g/L的该共聚物在85℃和7.34s-1时的水溶液表观粘度为80mPa.s，盐的加入使溶液的粘度值降低。罗健辉等，石油学报，2004，25(2)：67-73，合成了AM/AHPE梳形共聚物(KYPAM)，此类聚合物的分子量高达2.514×107，在盐水中的增稠能力比目前国内超高分子量聚丙烯酰胺在盐水中的增稠能力提高50％以上，但其在盐水中的表观粘度也低于淡水中的，而且梳形聚合物的流体力学半径大，只适用于高渗透储层，易堵塞中、低渗透储层的孔喉。
三、发明内容
本发明的目的是根据目前HPAM及其改性聚合物的研究现状和不足，从根本上改变驱油聚合物的分子结构，结合上述耐温抗盐共聚物、疏水缔合共聚物、梳型共聚物和两性离子聚合物的优点，提供了一种在高盐溶液中具有比淡水中更高的表观粘度和强的分子间自组装能力的丙烯酰胺改性接枝共聚物及其制备方法和用途。这种接枝共聚物的分子侧链中除含有许多无序分布的大分子支链外，还含有能提供强的分子间作用力，使共聚物具有分子间缔合能力的疏水官能团。其特点是以丙烯酰胺(AM)作为主要的亲水单体，以4-乙烯基苄基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH-C6H4-CH2(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、4-乙烯基苄基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH-C6H4-CH2(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH-CH2(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH-CH2(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH-CO(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)-CO(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH-CO(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)或/和烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)-CO(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)中的至少一种大单体为共聚单体，以C1-20烷基二甲基烯丙基氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(4-乙烯基苄基)氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(2-丙烯酰胺基乙基)氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(2-甲基丙烯酰氧乙基)氯(溴)化铵中的至少一种离子型疏水单体为缔合功能单体，以少量的阴离子单体或/和阳离子单体为增溶亲水单体，采用水溶液自由基共聚合方法合成了丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB。
本发明者发现聚合反应中各种反应条件如大单体浓度、离子型疏水单体浓度、大单体与离子型疏水单体的摩尔比、离子亲水单体浓度、反应温度等对所得共聚物结构和溶液行为有很大影响。由于离子型疏水单体能完全溶于水，因此，在合成共聚物PAB时，不需要用表面活性剂，致使共聚合反应更易进行，在满足共聚物的分子尺寸与油藏孔喉直径相匹配的条件下，可以制备分子量更高的共聚物，这样共聚物在低浓度下也就能产生更强的分子间缔合作用。对于一般的线型离子共聚物，由于盐对离子的静电屏蔽作用使分子链卷曲，因此，在盐的所有浓度下，盐水溶液的表观粘度均明显低于淡水中的表观粘度。但对于接枝共聚物PAB，由于适宜的大单体浓度和离子型疏水单体浓度能极大地提高共聚物非线型分子链的刚性和分子间自组装能力，这两种单体的适宜摩尔比能最佳地发挥分子链的构象与分子间缔合的协同增粘抗盐能力，使共聚物PAB显示了独特的溶液性能，在高盐水溶液中具有高的表观粘度，溶液粘度不仅没有因盐的加入而下降，反而还显著高于淡水中的表观粘度。加入适量离子型亲水单体可大幅度提高共聚物的溶解性，而且使分子链更伸展，有利于分子间缔合结构的形成。适当的引发剂浓度、总反应单体浓度、反应温度和反应pH值可获得具有优异溶液性能的共聚物PAB。
本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。
1.丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB的配方
丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB的配方组分为：
丙烯酰胺              20份
亲水离子单体          1～20份
大单体                0.1～15份
离子型疏水单体        0.05～10份
去离子水              50～1000份
其中阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、3-丙烯酰亚胺基-3-甲基丁酸、衣康酸、乙烯基苯磺酸或/和2-丙烯酰胺基-2-C1-18烷基C2-18烷基磺酸中的至少一种；阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、三甲基烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵、丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化铵或/和三甲基(2-甲基丙烯酰氧乙基)氯化铵中的至少一种；大单体为4-乙烯基苄基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH-C6H4-CH2(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、4-乙烯基苄基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH-C6H4-CH2(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH-CH2(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH-CH2(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH-CO(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)-CO(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH-CO(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)或/和烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)-CO(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)中的至少一种；离子型疏水单体为C1-20烷基二甲基烯丙基氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(4-乙烯基苄基)氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(2-丙烯酰胺基乙基)氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(2-甲基丙烯酰氧乙基)氯(溴)化铵中的至少一种。
2.丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB的制备
将丙烯酰胺20份，阴离子单体或/和阳离子单体1～20份，大单体0.1～15份，离子型疏水单体0.05～10份，去离子水50～1000份加入三颈反应瓶中，调节溶液pH＝3～9，通N230min后，于温度30～75℃下加入引发剂过硫酸盐0.002～0.5份，反应8～36小时，制得PAB，再用水稀释，得到PAB浓溶液。
其中阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、3-丙烯酰亚胺基-3-甲基丁酸、衣康酸、乙烯基苯磺酸或/和2-丙烯酰胺基-2-C1-18烷基C2-18烷基磺酸中的至少一种；阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、三甲基烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵、丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化铵或/和三甲基(2-甲基丙烯酰氧乙基)氯化铵中的至少一种；大单体为4-乙烯基苄基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH-C6H4-CH2(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、4-乙烯基苄基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH-C6H4-CH2(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH-CH2(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH-CH2(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH-CO(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)-CO(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH-CO(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)或/和烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)-CO(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)中的至少一种；离子型疏水单体为C1-20烷基二甲基烯丙基氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(4-乙烯基苄基)氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(2-丙烯酰胺基乙基)氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(2-甲基丙烯酰氧乙基)氯(溴)化铵中的至少一种。
3.丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB的性能
除特殊说明，以下共聚物PAB溶液中均没有加表面活性剂。
(1)PAB样品的特性粘数如表1所示。超高分子量HPAM的特性粘数一般都高于20dL/g。结果表明，与超高分子量HPAM相比，PAB为中、低分子量共聚物，能用于中、低渗透率油藏。PAB的增粘主要依赖于非线型分子链的伸展构象与分子间缔合的协同效应。
(2)PAB的淡水溶液表观粘度与浓度的关系如表2所示。结果表明，PAB具有良好的增粘能力。
(3)PAB的盐水溶液表观粘度与浓度的关系如表3所示。结果表明，高盐浓度(80000mg/LNaCl)的聚合物溶液具有比淡水更高的粘度值，这正是驱油聚合物所期望的溶液抗盐性能。
(4)氯化钠浓度对2.0g/L PAB溶液表观粘度的影响如表4所示。结果表明，PAB具有优异的抗盐性能，在较宽的盐浓度范围内，聚合物溶液均具有比淡水更高的粘度值。
(5)PAB浓度对聚合物溶液表面张力的影响如表5所示。结果表明，PAB溶液的表面张力低，大单体和离子型疏水单体的同时引入能有效地降低聚合物溶液的表面张力。
(6)温度与PAB水溶液粘度的关系如表6所示。结果表明，PAB溶液在较高的温度下仍具有较高的粘度，说明聚合物具有良好的耐温性能。
(7)剪切作用对PAB的溶液粘度的影响如表7所示。从表中可见，这种特殊的抗剪切性能使得PAB能用于三次采油。PAB通过石油储层的孔喉时，分子链受到剪切作用，其缔合结构被破坏，溶液粘度下降；通过孔喉后，剪切作用减弱，分子间的缔合重新形成，溶液粘度又逐渐恢复。表中的结果也说明了共聚物在受到剪切时，化学结构并未受到破坏，而且分子链更伸展，分子间缔合作用还被加强了。
4.丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB的用途
共聚物PAB可用作三次采油用驱油剂和高分子表面活性剂。
(1)将共聚物PAB配成质量浓度为0.2～3.0g/L，表面活性剂浓度为0.01～2mmol/L的水溶液，加入带有搅拌装置的混合容器中，在室温下搅拌均匀，即获得高增粘、耐盐、抗剪切的聚合物驱油剂。
其中表面活性剂含：阴离子表面活性剂C8-16烷基苯磺酸钠或C8-16烷基硫酸钠；阳离子表面活性剂C8-16烷基三甲基溴(氯)化铵中的至少一种。
(2)将共聚物PAB配成质量浓度为0.05～7％的水溶液，获得具有优异表面活性的高分子表面活性剂，用作乳化剂、破乳剂、增溶剂和润湿剂。
5.丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB的优点
本发明的丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB具有如下的优点：
本发明以4-乙烯基苄基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH-C6H4-CH2(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、4-乙烯基苄基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH-C6H4-CH2(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH-CH2(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH-CH2(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH-CO(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)-CO(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH-CO(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)或/和烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)-CO(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)中的至少一种大单体为共聚单体，用于提高共聚物分子链的刚性。以C1-20烷基二甲基烯丙基氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(4-乙烯基苄基)氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基氯(2-丙烯酰胺基乙基)(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(2-甲基丙烯酰氧乙基)溴化铵中的至少一种离子型疏水单体为缔合功能单体，采用水溶液自由基共聚合方法合成了抗盐、具有低表面张力的共聚物PAB。与线型疏水缔合丙烯酰胺离子型三元共聚物和梳型丙烯酰胺离子型三元共聚物相比，PAB不但同时具有这两种共聚物的分子结构和溶液性能，还由于大单体无序地分布于分子链中，这些分子支链不仅增加了整个大分子链的刚性，使大分子链的构象伸展，有利于共聚物PAB的增粘和抗盐，还使得大分子链中的疏水官能团由于这些大分子支链的分隔在盐水溶液中也难于发生分子内缔合，从而显著增强了分子间的缔合作用，而且适宜的大单体与离子型疏水单体的摩尔比能最大程度地发挥分子链的刚性与分子间缔合作用的协同增粘和抗盐能力，使得共聚物PAB呈现了与上述两种离子型三元共聚物完全不同的优异的溶液性能。另外，可根据油藏中的矿化度和渗透率来调整大单体与离子型疏水单体的摩尔比和共聚物的分子量，以使PAB在应用环境下达到最高的溶液表观粘度。这些位阻较大的分子支链和疏水功能团还能抑制主链的氧化降解以及主链酰胺基的水解，提高共聚物PAB的耐温和抗老化性能。大单体和离子型疏水单体都具有表面活性，它们被同时引入到分子链后，使得共聚物PAB溶液具有低的表面张力，因此，PAB具有增粘剂和高分子表面活性剂的双重功能，在PAB溶液中加入极微量的低分子表面活性剂，就能显著提高溶液的表观粘度，降低溶液的表面张力和油水界面张力，有利于提高原油的采收率。
四、具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的研究人员可以根据上述本发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
将丙烯酰胺20.000克、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸2.600克、烯丙基辛基酚聚氧乙烯醚(聚氧乙烯醚的加成物EO为20)6.510克、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵8.200克溶于320毫升蒸馏水，加入三口反应瓶中，用NaOH调节溶液pH＝4，反应温度65℃，通N2 30min，加0.05mol/L过硫酸钾引发剂溶液8.20mL，反应32h，聚合物用水稀释，制得PAB浓溶液。
实施例2
将丙烯酰胺20.000克、2-丙烯酰胺基-2-十四烷基乙磺酸17.310克、烯丙基辛基酚聚氧乙烯醚(聚氧乙烯醚的加成物EO为40)11.400克、十二烷基二甲基烯丙基氯化铵5.720克溶于680毫升蒸馏水，加入三口反应瓶中，用NaOH调节溶液pH＝7，反应温75℃，通N2 30min，加0.05mol/L过硫酸钾引发剂溶液14.00mL，反应36h，聚合物用水稀释，制得PAB浓溶液。
实施例3
将丙烯酰胺20.000克、乙烯基苯磺酸5.120克、4-乙烯基苄基壬基酚聚氧乙烯醚(EO为10)4.360克、十二烷基二甲基(4-乙烯基苄基)氯化铵2.380克溶于290毫升去离子水，用NaOH调节pH＝3.5，反应温度55℃，通N2 30min，加入0.05mol/L过硫酸铵引发剂溶液3.08mL，反应12h。聚合物用水溶解，制得PAB浓溶液。
实施例4
将丙烯酰胺20.000克、丙烯酸8.160克、4-乙烯基苄基壬基酚聚氧乙烯醚(EO为50)18.200克、八烷基二甲基(4-乙烯基苄基)氯化铵4.750克溶于170毫升去离子水，用NaOH调节pH＝6，反应温度60℃，通N2 30min，加入0.05mol/L过硫酸钾引发剂溶液22.00mL，反应36h。聚合物用水溶解，制得PAB浓溶液。
实施例5
将丙烯酰胺20.000克、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化铵16.010克、壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(EO为40)1.720克、十六烷基二甲基(2-丙烯酰胺基乙基)氯化铵3.920克溶于940毫升去离子水，用NaOH调节pH＝9，反应温度70℃，通N2 30min，加入0.05mol/L过硫酸钠引发剂溶液16.20mL，反应32h，聚合物用水溶解，制得PAB浓溶液。
实施例6
将丙烯酰胺20.000克、丙烯酸7.500克、十八烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(EO为60)9.300克、十四烷基二甲基(2-甲基丙烯酰氧乙基)氯化铵0.890克溶于445毫升去离子水，用NaOH调节pH＝7，反应温度35℃，通N2 30min，加入0.05mol/L过硫酸钾引发剂溶液9.00mL，反应16h，聚合物用水溶解，制得PAB浓溶液。
应用实例1
取一定量PAB共聚物配制驱油剂水溶液样品，样品呈无色透明状。聚合物浓度为0.5g/L，十二烷基苯磺酸钠0.4mmol/L，加入带搅拌的混合器中，于室温下搅拌均匀，获得可用于三次采油的聚合物驱油剂。
应用实例2
取一定量PAB共聚物配制驱油剂水溶液样品，样品呈无色透明状。聚合物浓度为0.8g/L，三甲基十六烷基溴化铵0.02mmol/L，加入带搅拌的混合器中，于室温下搅拌均匀，获得用于三次采油的聚合物驱油剂。
应用实例3
取一定量PAB共聚物配制驱油剂水溶液样品，样品呈无色透明状。聚合物浓度为1.5g/L，十二烷基硫酸钠1.5mmol/L，加入带搅拌的混合器中，于室温下搅拌均匀，获得用于三次采油的聚合物驱油剂。
应用实例4
将共聚物PAB配成质量浓度为0.5％的水溶液，获得具有优异表面活性的乳化剂。
应用实例5
将共聚物PAB配成质量浓度为4％的水溶液，获得具有优异表面活性的破乳剂。
五、附表说明
表1  共聚物PAB样品的特性粘数
Figure A20091005825200101
表2  共聚物浓度与水溶液表观粘度的关系
Figure A20091005825200102
表3  共聚物浓度与盐水溶液表观粘度的关系
Figure A20091005825200103
注：NaCl浓度80000mg/L
表4  NaCl浓度对溶液表观粘度的影响
Figure A20091005825200104
注：共聚物溶液浓度2.0g/L
表5  共聚物浓度与溶液表面张力的关系
Figure A20091005825200105
表6  温度对溶液表观粘度的影响
Figure A20091005825200106
注：共聚物溶液浓度2.0g/L，NaCl浓度80000mg/L
表7  剪切速率对溶液表观粘度的影响
Figure A20091005825200107
注：共聚物溶液浓度2.0g/L，NaCl浓度80000mg/L
以上表中的表观粘度除特别说明外，测试条件均为45℃，7.34s-1。

Claims (6)

1.丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB，具特征在于该共聚物的配方组分按重量计为：
丙烯酰胺            20份
离子单体            1～20份
大单体              0.1～15份
离子型疏水单体      0.05～10份
去离子水            50～1000份
其中阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、3-丙烯酰亚胺基-3-甲基丁酸、衣康酸、乙烯基苯磺酸或/和2-丙烯酰胺基-2-C 1-18烷基C 2-18烷基磺酸中的至少一种；阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、三甲基烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵、丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化铵或/和三甲基(2-甲基丙烯酰氧乙基)氯化铵中的至少一种。
2.如权利要求1所述丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB，其特征在于大单体为4-乙烯基苄基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH-C6H4-CH2(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、4-乙烯基苄基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH-C6H4-CH2(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH-CH2(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH-CH2(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH-CO(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)-CO(OCH2CH2)n-O-C6H4-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH-CO(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)或/和烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)-CO(OCH2CH2)n-O-CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)中的至少一种；离子型疏水单体为C1-20烷基二甲基烯丙基氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(4-乙烯基苄基)氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(2-丙烯酰胺基乙基)氯(溴)化铵、C1-20烷基二甲基(2-甲基丙烯酰氧乙基)氯(溴)化铵中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB的制备方法，其特征在于：
将丙烯酰胺20份，阴离子单体或/和阳离子单体1～20份，大单体0.1～15份，离子型疏水单体0.05～10份，去离子水50～1000份加入三颈反应瓶中，调节溶液pH＝3～9，通N230min后，于温度30～75℃下加入引发剂过硫酸盐0.002～0.5份，反应8～36小时，制得丙烯酰胺改性接枝共聚物PAB。
4.如权利要求1～3所述丙烯酰胺改性接枝共聚物的用途，其特征在于将该共聚物配成浓度为0.2～3.0g/L、表面活性剂为0.01～2mmol/L的混合水溶液作为高增粘、抗盐、抗剪切的聚合物驱油剂。
5.如权利要求4所述丙烯酰胺改性接枝共聚物的用途，其特征在于共聚物与表面活性剂混合的驱油剂中的表面活性剂为阴离子表面活性剂：C8-16烷基苯磺酸钠或者C8-16烷基硫酸钠；阳离子表面活性剂：C8-16烷基三甲基溴(氯)化铵中的至少一种。
6.如权利要求1～5所述丙烯酰胺改性接枝共聚物的用途，其特征在于将共聚物PAB配成质量浓度为0.05～7％的水溶液作为高分子表面活性剂，用作乳化剂、破乳剂、增溶剂和润湿剂。
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