专利名称：孪尾疏水缔合聚合物的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种聚合物的合成方法，具体地说，是涉及一种孪尾疏水缔合聚合物 的合成方法。
背景技术：
7jc W 7K M 个生 Ma-^ (Hydrophobically Associating Water-soluble Polymer)，包括疏水改性水溶性聚合物(Hydrophobically Modified Water-soluble Polymer)，是指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。在水溶性大 分子链上引入少量的疏水基团使其水溶液表现出独特的流变性能。在一定的聚合物浓度之 上，疏水部分缔合形成动态的三维网络结构，从而形成很大的超分子链聚集体，增大聚合物 的流体力学体积，显著地提高溶液的粘度。小分子电解质的加入可增加溶剂的极性，使疏水 缔合作用增强，产生明显的抗盐性。在高剪切作用下，疏水缔合形成的动态物理交联网络结 构被破坏，溶液粘度下降，剪切作用降低或消除后大分子链间的物理交联重新形成，粘度又 将恢复，不发生一般高分子量的聚合物在高剪切速率下的不可逆机械降解。正是由于其独 特的溶液性质，它可能在许多领域得到应用，如三次采油、制药、太阳能转换、化妆品、涂料、 水处理及减阻剂等。近年来其相关研究倍受关注。在国内，石油勘探开发研究院油化所的研究人员首先于1995年开始了对疏水缔 合水溶性聚合物的研究，结果发现这类聚合物有良好的抗温、抗盐和抗剪切能力，但在盐水 中使用时，需要加入稳定剂。此后，四川大学的黄荣华用丙烯酸正辛酯作疏水单体进行了初 步探索，后来又用自己合成的阳离子型表面活性疏水单体2-甲基丙烯酰氧乙基-二甲基 十二烷基溴化胺(MEDMDA)与AM共聚合得到了疏水缔合水溶性聚合物，但所得到的水溶性 聚合物的粘度很低，临界缔合浓度很高。1997年，西南石油学院罗平亚教授从油气开采工程的实际需要出发，独立提出了 理想的油气开采用水溶性聚合物应能在溶液中形成结构的设想，并提出了多种可形成结构 的模型，其中最重要的一种便是疏水缔合水溶性聚合物。谭芳等采用氧化-还原体系合成了 AM/AMPS/C16DMAAC共聚物，并考察了不同条件 对共聚物特性粘数和转化率的影响，通过对溶液性能的评价，可知该三元疏水聚合物具有 良好的增稠性、抗温、抗盐性、剪切恢复性，同时也说明了该疏水聚合物在临界缔合浓度以 上，形成以大分子间缔合为主的布满整个体系的立体网状结构，在三次采油中具有很好的 应用前景。王云芳等将丙烯酰氯与二丁基胺反应合成了孪尾疏水缔合水溶性聚合物，N，N_ 二 丁基丙烯酰胺(DBA)。DBA与丙烯酰胺(AM)经自由基微乳液聚合制备了水溶性疏水缔合共 聚物P (AM-DBA)。结果表明，在试验范围内P (AM-DBA)比聚丙烯酰胺具有更优异的耐温耐盐 性并具有明显的盐增稠现象，并解决了疏水缔合水溶性聚合物的水溶性与耐温耐盐性之间 的矛盾，具有很好的应用前景。由于碳氟键与碳氢键相比具有短、强、稳定和低极性的特点，因而含氟疏水缔合水溶性聚合物具有高热稳定性、高化学惰性、疏水性更强。王云芳等人将杜邦公司的商品氟表 面活性剂^)1^1 FSN(含全氟烷基的脂肪醇)与丙烯酰氯在低温下反应，合成了含氟丙烯酸 酯AFSN。又将AFSN、AM、AA在水溶液中共聚得到了含氟疏水缔合水溶性聚合物PAMF-3和 PAMF-5 (混合单体总质量中AFSN分别占0. 3%和0. 5% )。PAMF共聚物在水溶液中的增粘 性、抗盐性和耐温性远高于超高分子量HPAM。含氟疏水缔合水溶性聚合物可望用作耐温抗 盐的驱油聚合物。然而由于氟碳疏水聚合物的水溶性较差，加之价格方面的原因，因此氟碳 疏水聚合物的研究目前还处于初始阶段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种孪尾疏水缔合聚合物的合成方法，提高合成产物的产 率，并保证孪尾疏水缔合聚合物的特性粘数。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下孪尾疏水缔合聚合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将疏水单体和 十二烷基硫酸钠置于容器中，加蒸馏水搅拌至溶液透明，转移到三口瓶中；( 冰浴条件 下，在三口瓶中安装通氮气管、导氮气管和搅拌装置，并加入蒸馏水；(3)加入AM、丙烯酸、 EDTA、尿素，搅拌至完全溶解；(4)调节步骤(3)之后的溶液pH值；(5)通N2气搅拌，加入过 硫酸铵、亚硫酸氢钠，换成水浴，恒温反应直到得到聚合物胶体。所述反应容器为三口烧瓶。所述步骤的方法为先用NaOH溶液调节pH值约为7，然后加入碳酸氢钠，再 用NaOH溶液调节pH = 10. 0。所述步骤(5)中加入过硫酸铵的时间为通N2气搅拌半小时后。所述步骤(5)中水浴的恒定温度为20°C。所述步骤(5)中恒温反应的时间为8h。本发明的反应原理如下
权利要求
1.孪尾疏水缔合聚合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将疏水单体和十二烷基硫酸钠置于容器中，加蒸馏水搅拌至溶液透明，转移到三口 瓶中；(2)冰浴条件下，在三口瓶中安装通氮气管、导氮气管和搅拌装置，并加入蒸馏水；(3)加入AM、丙烯酸、EDTA、尿素，搅拌至完全溶解；(4)调节步骤(3)之后的溶液pH值；(5)通N2气搅拌，加入过硫酸铵、亚硫酸氢钠，换成水浴，恒温反应直到得到聚合物胶体。
2.根据权利要求1所述的孪尾疏水缔合聚合物的合成方法，其特征在于，所述反应容 器为三口烧瓶。
3.根据权利要求2所述的孪尾疏水缔合聚合物的合成方法，其特征在于，所述步骤(4) 的方法为先用NaOH溶液调节pH值约为7，然后加入碳酸氢钠，再用NaOH溶液调节pH = 10. 0。
4.根据权利要求2所述的孪尾疏水缔合聚合物的合成方法，其特征在于，所述步骤(5) 中加入过硫酸铵的时间为通N2气搅拌半小时后。
5.根据权利要求2所述的孪尾疏水缔合聚合物的合成方法，其特征在于，所述步骤(5) 中水浴的恒定温度为20°C。
6.根据权利要求2所述的孪尾疏水缔合聚合物的合成方法，其特征在于，所述步骤(5) 中恒温反应的时间为8h。
全文摘要
本发明公开了一种孪尾疏水缔合聚合物的合成方法，包括以下步骤(1)将疏水单体和十二烷基硫酸钠置于容器中，加蒸馏水搅拌至溶液透明，转移到三口瓶中；(2)冰浴条件下，在三口瓶中安装通氮气管、导氮气管和搅拌装置，并加入蒸馏水；(3)加入AM、丙烯酸、EDTA、尿素，搅拌至完全溶解；(4)调节步骤(3)之后的溶液pH值；(5)通N2气搅拌，加入过硫酸铵、亚硫酸氢钠，换成水浴，恒温反应直到得到聚合物胶体。本发明具有合成方法简单易操作，合成产率高的优点。
文档编号C08F220/54GK102093503SQ20091021675
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月14日 优先权日2009年12月14日
发明者黄友华 申请人:武侯区巅峰机电科技研发中心