[發明專利]含有辣素活性單體的疏水締合聚合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201310382573.0
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103435750A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 于良民;賈蘭妮;閆雪峰;姜曉輝;董磊;張志明;李昌誠;趙海洲;李霞;夏樹偉
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/06;C08F220/58;C08F220/54;C09K8/588
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所 11305
• 代理人: 向華

【技術領域】

本發明屬于高分子材料領域。更具體地，本發明涉及一種含有辣素活性單體的疏水締合聚合物及其制備方法。

【背景技術】

石油是重要的能源和化工原料，隨著世界經濟迅猛發展，人們對石油的需求量不斷增加，而其儲量不斷減少，石油作為不可再生的資源越來越寶貴。然而，目前我國大慶等主力油田已先后進入高含水的后期開采時期，油藏中大約有60%的原油不能用常規采油技術開采，制約著國民經濟的發展。為了穩定我國油田產量，采用三次采油技術提高采收率，已成為石油工業的重要戰略措施，其中聚合物驅油是三次采油中提高注水開發油田原油采收率的重要方法。聚合物驅油是通過向油藏中注入高分子量水溶性聚合物溶液，降低水油流度比，提高驅動液的波及系數，從而提高原油采收率。現階段，油田最常用的兩類聚合物分別是部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和黃原膠，它們在油田的大部分區塊獲得了良好的使用效果，然而在用于高溫高鹽油藏時都存在難以克服的問題：HPAM依賴于高分子量和分子鏈上—COO^-的靜電排斥作用，使分子鏈伸展，從而達到增粘效果，但是在高溫高鹽、高剪切等條件下，HPAM易水解、降解、鏈卷曲等，導致溶液性能驟變而達不到工程施工的要求；黃原膠雖然抗鹽性好，但其熱穩定性和生物穩定性較差，易發生降解從而堵塞油層，并且成本較高。為此，迫切需要研制耐溫抗鹽、抗生物降解的聚合物來滿足要求，其中最常用的方法是以丙烯酰胺類聚合物為基礎，通過聚合物改性或共聚引入其他具有特殊功能的結構單元，使其獲得忍受苛刻條件的能力，目前發展比較迅速、研究最熱門的是疏水締合水溶性聚合物。

疏水締合水溶性聚合物(Hydrophobically?Associating?Water-soluble?Polymer,HAWP)是指在聚合物親水性大分子鏈上有少量疏水基團的一類水溶性聚合物。在水溶液中，當聚合物超過一定濃度時，由于分子鏈間的相互作用，會發生疏水締合形成可逆的物理交聯網絡結構，使得聚合物溶液具有高效增粘、抗鹽、抗剪切等獨特的流變性能，因而在三次采油、水處理、水基涂料、藥品制劑等方面均展示出重要的應用前景。

20世紀80年代中期，Evani和Rose首次提出了HAWP的概念(S?Evani,G?D?Rose.Water?soluble?hydrophobic?association?polymers[J].Polym?Mat?Sci?Eng-Prepr,1987,57:477-481)，發現這類聚合物在水溶液中通過疏水基團發生締合作用而表現出了一種特殊的非均相聚集行為。1988年，美國南密西西比大學的McCormick教授研究小組對耐溫、抗鹽的疏水締合聚丙烯酰胺共聚物進行了大量的研究（McCormick?C?L,Nonaka?T,Johnson?C?B.Water-soluble?copolymers?synthesis?and?aqueous?solution?behavior?of?associative?acrylamide/N-alkylacrylamide?copolymers[J].Polymer,1988,29:731-739.），結果顯示這些共聚物表現出明顯的增粘性和抗鹽性。1997年，加拿大多倫多大學的Mitchell與新加坡南洋理工大學的Richard等人合作對聚氧化乙烯類的疏水締合聚合物進行了研究，發現該類聚合物的締合性能會隨著疏水鏈長的增加而增加(Kumacheva,E.;Rharbi,Y.W.;Nik,M.A.Fluorescence?studies?of?an?alkaline?sellable?associative?polymer?in?aqueous?solution[J].Langmuir,1997,13:182-186.)。法國的Jeanne?Francois團隊在80年代中期開始進行疏水改性聚氧乙烯的研究，提出了遠螯型疏水改性聚合物在水溶液中形成“花式結構”模型的設想，并使用了包括熒光光譜、小角中子散射、小角X-射線衍射和小角激光散射等許多現代分子手段證實了這一模型（Chiarelli,PA.;Johal,M.S.;Holmes,D.J.Polyelectrolyte?spin-assembly[J].Langmuir,2002,18:168-173）。稍后，Francoise?Caudau教授在AM聚合方法研究的基礎上開始了對AM/CnAM類疏水締合聚合物的全面研究，通過合成模型化合物，完整地提出了膠束聚合的機理。