[發(fā)明專利]用于增加和/或穩(wěn)定疏水締合型聚合物驅(qū)油劑粘度的陽離子聚合物的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010194760.2
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101885804A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱玥珺;張健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海石油研究中心
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F226/02;C09K8/588
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;任鳳華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種陽離子聚合物的制備方法，尤其涉及一種可用于增加和穩(wěn)定疏水締合型聚合物驅(qū)油劑粘度的陽離子聚合物的制備方法，屬于高分子材料合成領(lǐng)域。

背景技術(shù)

疏水締合水溶性聚合物(AP-P4)已成為當(dāng)今高分子材料科學(xué)研究的新熱點之一，它是指在聚合物親水性大分子鏈上帶有少量疏水基團(tuán)的一類水溶性聚合物，其溶液特性與一般聚合物溶液大相徑庭。在水溶液中，此類聚合物的疏水基團(tuán)由于疏水作用而發(fā)生聚集，使大分子鏈產(chǎn)生分子內(nèi)和分子間締合。當(dāng)聚合物濃度高于某一臨界濃度(臨界締合濃度)后，大分子鏈通過疏水締合作用聚集，形成以分子間締合為主的超分子結(jié)構(gòu)——動態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，流體力學(xué)體積增大，溶液粘度大幅度升高。在高剪切作用下，疏水締合形成的動態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)被破壞，溶液粘度下降，剪切作用降低或消除后大分子鏈間的物理交聯(lián)重新形成，粘度又將恢復(fù)，不發(fā)生一般相對高分子質(zhì)量的HPAM聚合物在高剪切速率下的不可逆機(jī)械降解。這些特殊的性質(zhì)使得AP-P4可望在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如作為石油三次采油的驅(qū)油劑、化妝品和涂料的增粘劑、水處理劑、磨擦減阻劑、流度控制劑等。

然而，從概率和分子的構(gòu)象穩(wěn)定的角度分析，疏水締合聚合物在水溶液中發(fā)生分子內(nèi)締合應(yīng)高于分子間締合。因而，疏水締合聚合物的溶液穩(wěn)定性能極差，隨著考查時間延長，聚合物溶液的粘度急劇下降，甚至出現(xiàn)締合相分離現(xiàn)象(即沉淀)。升高溫度雖有利于提高疏水基團(tuán)的疏水性，增強(qiáng)疏水締合性能，但也更加快了分子內(nèi)締合的速率，溶液的長期穩(wěn)定性更差；小分子電解質(zhì)的加入可增加溶劑的極性，使疏水締合作用增強(qiáng)，這也將導(dǎo)致在高礦化度下加劇疏水締合聚合物分子內(nèi)的締合，而礦化度的變化對疏水締合聚合物的影響很大，使疏水締合聚合物不抗高鹽。

因此，為了使AP-P4真正得到應(yīng)用，必須解決現(xiàn)有驅(qū)油用疏水締合聚合物的長期穩(wěn)定性和不抗高鹽的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于增加和/或穩(wěn)定疏水締合型聚合物驅(qū)油體系粘度的陽離子聚合物的制備方法。

上述陽離子聚合物的結(jié)構(gòu)式如式(I)所示：

式中，m為數(shù)均聚合度時是1355-1984的自然數(shù)，n為數(shù)均聚合度時是1-17的自然數(shù)；m為重均聚合度時是2392-3472的自然數(shù)，n為重均聚合度時是2-30的自然數(shù)。

上述陽離子聚合物的陽離子度為0.025％～0.86％。

上述陽離子聚合物的數(shù)均分子量為9.5×10⁴～1.5×10⁵g/mol，重均分子量為1.6×10⁵～2.6×10⁵g/mol。

上述陽離子聚合物的數(shù)均分子量為96745g/mol，重均分子量為160597g/mol，陽離子度為0.025％。

上述陽離子聚合物的數(shù)均分子量為121712g/mol，重均分子量為214822g/mol，陽離子度為0.29％。

上述陽離子聚合物的數(shù)均分子量為124016g/mol，重均分子量為218268g/mol，陽離子度為0.66％。

上述陽離子聚合物的數(shù)均分子量為148382g/mol，重均分子量為259668g/mol，陽離子度為0.86％。

本發(fā)明的陽離子聚合物的制備方法，包括以下步驟：

(1)十六烷基二甲基胺與5-烯己基溴經(jīng)烷基化反應(yīng)得到陽離子單體十六烷基二甲基-5-烯己基溴化銨；

(2)丙烯酰胺和所述的十六烷基二甲基-5-烯己基溴化銨經(jīng)自由基聚合反應(yīng)得到陽離子聚合物。

上述步驟(2)中丙烯酰胺與十六烷基二甲基-5-烯己基溴化銨的摩爾比為(96～98)∶(2～4)。

上述步驟(2)中自由基聚合反應(yīng)添加助劑十二烷基硫酸鈉，所述十二烷基硫酸鈉的加入量為所述丙烯酰胺和十六烷基二甲基-5-烯己基溴化銨的總質(zhì)量的18％～47％。

上述步驟(2)中自由基聚合反應(yīng)的分散介質(zhì)為水，優(yōu)選去離子水；所述丙烯酰胺、十六烷基二甲基-5-烯己基溴化銨和十二烷基硫酸鈉的總質(zhì)量與所述去離子水的質(zhì)量比為(9～12)∶(88～91)。

上述步驟(2)中自由基聚合反應(yīng)的引發(fā)劑為水溶性過氧化物，優(yōu)選過硫酸鉀，所述過硫酸鉀的加入量為所述丙烯酰胺和十六烷基二甲基-5-烯己基溴化銨的總質(zhì)量的0.14％～0.20％。

上述步驟(2)中自由基聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為65～80℃。

上述步驟(2)中自由基聚合反應(yīng)的反應(yīng)時間為6～8小時。

上述步驟(2)中自由基聚合反應(yīng)在惰性氣體氛圍中進(jìn)行，所述惰性氣體優(yōu)選氮?dú)狻?/p>