-aa-am共聚物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚合物材料制备的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种改性纳米 SiO2-AA-AM共聚物的制备方法。
【背景技术】
[0002] 石油作为不可再生资源，在工业、国防等领域中具有举足轻重的重要地位。为了提 高油田的开采期限、提高油田产量，采用聚合物驱是一项重要的技术。聚合物驱是指在注入 水中加入少量的聚合物，依靠增大水相粘度和降低油层渗透率来起到提高波及系数以及提 高采收率的作用。目前，聚合物驱在我国的大庆油田、胜利油田、大港油田、吉林油田、河南 油田已经进入工业化阶段，取得较好的增油效果。
[0003] 目前，聚合物驱广泛使用的聚合物是聚丙烯酰胺及其衍生物。这类聚合物在用于 低温、低矿化度油藏时可以取得理想的增油效果，但是在用于高温高矿化度油藏时其提高 采收率效果大幅度降低。超支化聚合物具有较强的抗剪切能力，在多孔介质中能够建立较 高的阻力系数和残余阻力系数。目前，主要用有机物为内核来合成超支化聚合物，所合成的 超支化聚合物的支链条数较少。虽然可以通过增加有机物内核的代数来增加支链的条数， 但是内核的代数越高，分子尺寸将越大，超支化聚合物的注入性越差；此外，内核的代数越 高，副反应就越多，内核的规整程度将难以控制，即使采用一系列的分离与提纯技术可以得 到较规整的内核，但是内核的生产成本也会很高。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种改性纳米 SiO2-AA-AM共聚物的制备方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
[0006] -种改性纳米SiO2-AA-AM共聚物的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下 步骤：（1)将改性纳米SiOJA能单体、丙烯酰胺以及丙烯酸混合，并用氢氧化钠调节pH值至 6. 0~7. 5,加入蒸馏水配成单体总质量浓度为20. 0~26. 0%的水溶液；加入引发剂，通氮 气保护，在温度为36. 0~42. (TC条件下反应；反应产物经洗涤、粉碎、干燥后即可得到所述 共聚物。
[0007] 其中，所述共聚物的结构式如下：
[0008]
[0009] 其中，所述引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合物，并且二者的摩尔比为 1 ：Io
[0010] 其中，所述引发剂的质量为所述单体总质量的0. 10~0. 30wt%。
[0011] 其中，所述单体中丙烯酰胺与丙烯酸的质量比为1. 86~4. 00,改性纳米SiO2功能 单体的含量为〇? 1~〇? 8wt%。
[0012] 其中，所述改性纳米SiOJA能单体采用包括以下步骤的方法制备得到：（1)利用 纳米SiOjP3-氨丙基三乙氧基硅烷在80~100°C的无水甲苯溶液中，反应12h以上得到 氨基改性的纳米SiO2，并通过控制3-氨丙基三乙氧基硅烷的添加量来控制纳米SiO2表面 氨基的含量；(2)利用过量的顺丁烯二酸酐与氨基改性的纳米SiO2K应得到具有碳碳双键 的改性纳米SiO2功能单体。
[0013] 其中，在步骤（2)包括以下操作：①在N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入顺丁烯二酸 酐，搅拌溶解完全得到混合溶液；②在氨基改性的纳米SiO2中加入N，N-二甲基甲酰胺搅拌 均匀得到分散液；③然后将操作②得到的分散液滴加到操作①得到的混合溶液中，然后在 70~80°C搅拌反应完全，得到的反应产物经过洗涤、过滤、干燥后可得接枝有具有碳碳双 键的改性纳米Si02。
[0014] 其中，所述氨基改性的纳米3102表面氨基摩尔量是改性前纳米SiO2表面羟基摩尔 量的25~40%。
[0015] 与现有技术相比，本发明所述的三元共聚物驱油剂具有以下有益效果：
[0016] 本发明的共聚物将纳米SiOjI入到共聚物中，在纳米3102表面接上氨基进而接上 双键，使其与丙烯酸以及丙烯酰胺聚合，合成出的共聚物具有空间网络结构，并且通过控制 改性纳米SiO2功能单体表面的改性程度优化了共聚物的增黏性能。
【附图说明】
[0017] 图1为纳米3102改性程度对共聚物增黏性能的影响。
[0018] 图2为改性纳米SiO2-AM-AA共聚物的红外谱线。
[0019] 图3为共聚物1的氢谱。
[0020] 图4为共聚物2的氢谱。
【具体实施方式】
[0021] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于阐述本发明 的技术方案，并不用于限定发明的保护范围。
[0022] 实施例1改性纳米SiO^能单体的制备
[0023] 本实施例所述的改性纳米SiOPA能单体采用包括以下步骤的方法制备得到：（1) 利用纳米SiOjP3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH540)在80°C的无水甲苯溶液中，反应12h得 到氨基改性的纳米SiO2，并通过控制3-氨丙基三乙氧基硅烷的添加量来控制纳米5102表 面氨基的含量；(2)利用过量的顺丁烯二酸酐与氨基改性的纳米SiO2反应得到具有碳碳双 键的改性纳米SiOJA能单体。在步骤（2)包括以下操作：①在N，N-二甲基甲酰胺溶液中 加入顺丁烯二酸酐，搅拌溶解完全得到混合溶液；②在氨基改性的纳米SiO2中加入N，N-二 甲基甲酰胺搅拌均匀得到分散液；③将操作②得到的分散液滴加到操作①得到的混合溶液 中，然后在75°C搅拌反应完全，得到的反应产物经过洗涤、过滤、干燥后可得接枝有具有碳 碳双键的改性纳米SiO2。其中，在步骤（2)中可以利用盐酸-乙醇非水滴定法判定氨基改 性的纳米SiO2表面的氨基是否反应完全。在步骤（1)的反应之前采用格氏试剂滴定法测定 纳米SiO2表面羟基数量，并在反应之后用盐酸-乙醇非水滴定法测定纳米SiO2表面氨基的 含量。通过实施例1可以制备得到不同改性程度的纳米SiOJA能单体（可以利用氨基改 性的纳米SiO2表面氨基的摩尔量占改性前纳米SiO2表面羟基的摩尔量的百分比来表示）。
[0024] 实施例2改性纳米SiO2-AA-AM共聚物的制备
[0025] 本实施例的改性纳米SiO2-AA-AM共聚物的制备方法，包括以下步骤：（1)将改性 纳米SiOJA能单体、丙烯酰胺以及丙烯酸混合，并用氢氧化钠调节pH值至7. 0,加入蒸馏水 配成单体总质量浓度为25. 0%的水溶液；温度升高至40°C时，加入引发剂，通氮气保护，在 温度为40. (TC条件下反应；反应产物经洗涤、粉碎、干燥后即可得到所述共聚物。其中，弓丨 发剂的质量为所述单体总质量的〇. 20wt%，且所述引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合 物，二者的摩尔比为1 : 1。所述单体中丙烯酰胺与丙烯酸的质量比为3. 2,改性纳米SiO2 功能单体的含量为〇. 50wt%。通过使用不同改性程度的纳米SiO2功能单体制备得到不同的 共聚物来考察其对共聚物性能的影响。称取得到的共聚物粉末，分别用去离子水和5000mg/ L氯化钠溶液配制成浓度为2000mg/L的聚合物溶液，用搅拌器（3600r/min)剪切20s，然后 用BrookfiledDV-III黏度计在70. (TC下测定剪切后的聚合物溶液黏度，结果如图1