回旋半 径等参数。
[0086] (2)静态光散射的实验步骤
[0087]①用0.Siim滤膜过滤配制的聚合物溶液，对聚合物溶液进行除尘处理，制得样 品，放置24h;②开启BI-200SM广角度动/静态激光散射仪和水浴（25.(TC)，并让仪器预热 30min以上；③开启处理器和激光发射器，如果发现杂质较多，打开过滤器过滤杂质至满足 实验要求，并调整激光强度；④准备工作完成后，采用甲苯作为校准液，并扣除溶剂的影响， 然后依次放入不同浓度的聚合物溶液样品进行测试。
[0088] (3)共聚物的分子量
[0089] 用0.8ym滤膜过滤去离子水，对去离子水进行除尘处理；再用经过除尘处理的去 离子水配制一系列不同浓度（30、40、50、60、70mg/L)的聚合物溶液，然后用0. 8ym滤膜过 滤除尘。聚合物为AA/AM共聚物（HPAM)、共聚物1以及共聚物2。在25. (TC下，通过静态光 散射实验测定聚合物的绝对重均分子量以及回旋半径，HPAM、共聚物1以及共聚物2的Zi_ 图分别如图13、图14以及图15所示。利用双重外推法，当入射光角度以及聚合物溶液的浓 度都趋近于零时，在Zimm图上面的交点的倒数即为共聚物的绝对重均分子量。共聚物的绝 对重均分子量和回旋半径结果见表4。
[0090]表 4
[0091]
[0092] 共聚物的流体力学半径测定
[0093] 动态光散射的基本原理：当激光沿着入射方向照射到聚合物溶液时，一部分激光 会被吸收，一部分激光会被散射。由于聚合物分子在不停地做杂乱无章的布朗运动，所以当 产生散射的聚合物分子向监测器相反的方向运动时，散射光的频率将降低；当产生散射光 的聚合物分子向监测器相同的方向运动时，散射光的频率将升高，从而让散射光的频谱变 宽。通过快速光子技术、计算机以及相关函数可以获得频谱变宽的信息，根据这些信息可以 求得聚合物的流体力学半径等参数。
[0094] 动态光散射的实验步骤
[0095] (1)用0. 8ym滤膜过滤去离子水，再用过滤后去离子水配制浓度为2000mg/L的聚 合物溶液，然后用〇. 8ym滤膜过滤，对聚合物溶液进行除尘，制得样品，并放置24h;
[0096](2)开启BI-200SM广角度动/静态激光散射仪以及水浴（25.(TC)，预热30min;
[0097] (3)开启处理器和激光发射器，打开过滤器过滤杂质至满足实验要求；
[0098] (4)调整激光强度，将样品放入观测池中测定，计算聚合物的流体力学半径。
[0099] 共聚物的流体力学半径
[0100]HPAM、共聚物1以及共聚物2的流体力学半径测定结果如图16、图17及图18所 示。HPAM、共聚物1以及共聚物2的流体力学半径分别为281nm、198nm和163nm。
[0101] 聚合物共聚物的性能
[0102] 用盐水配制浓度为5000mg/L聚合物母液，待溶解完全后，再用盐水将母液稀释成 浓度为2000mg/L的稀溶液，用BrookfiledDV-III黏度计在不同温度下测定聚合物溶液的 黏度，测定结果分别如图19所示。由温度对聚合物溶液和HPAM溶液黏度的影响关系曲线可 以得出：（1)随着温度升高，聚合物溶液的黏度降低，但表现出一定的耐温能力。（2)随着温 度升高，虽然改性纳米聚合物溶液黏度下降的趋势与HPAM溶液的基本一样，但是在高温下 聚合物溶液黏度的保留率要明显高于HPAM溶液的保留率，这说明聚合物溶液的耐温性能 好于HPAM溶液。对HPAM而言，虽然升高温度可以使聚合物分子间的热运动加快，但是由于 HPAM不具有聚合物所具有的超支化结构，分子结构对HPAM黏度的贡献相对较小，所以在相 同条件下HPAM溶液黏度受温度的影响更大。按照盐水离子含量比配制总矿化度不同的盐 水，然后用其配制浓度为5000mg/L的母液，待溶解完全后，再将母液稀释成浓度为2000mg/ L的稀溶液，用BrookfiledDV-III黏度计在70.(TC下测得的结果如图20所示。由盐加量 对聚合物以及HPAM溶液黏度的影响关系曲线可以得出：无论是聚合物，还是HPAM，其溶液 黏度均随盐加量的增大而降低；当盐加量较低时，聚合物溶液黏度就开始大幅降低，进一步 增大盐的加量，聚合物溶液黏度下降的幅度减小，当盐加量增大到一定程度后，聚合物溶液 黏度的下降幅度已经很小。分析认为，在聚合物溶液中加入小分子电解质后，电解质能够屏 蔽聚合物分子链上离子基团电荷，聚合物分子链间的静电排斥作用减弱，聚合物分子链将 发生卷曲，聚合物溶液的黏度随之降低。当电解质的加量增大到一定程度后，屏蔽作用已经 达到最大，聚合物分子链的卷曲程度将不再增加，在这种情况下聚合物溶液的黏度几乎不 再降低。与HPAM相比，聚合物分子具有超支化结构，它在溶液中所形成的网状结构可以在 一定程度上减弱小分子电解质对聚合物分子链所带电荷的屏蔽作用，能够减轻分子链的卷 曲程度，从而可以提高聚合物的抗盐性能。此外，具有超支化结构的聚合物的分子结构更规 整，这将增大聚合物分子链在盐作用下发生卷曲的难度，可以在一定程度上保持聚合物的 流体力学半径，所以聚合物溶液在相同条件下具有更高的黏度。
【主权项】
1. 一种改性纳米Si02接枝共聚物，其特征在于：所述接枝共聚物的结构式如下：且其通过包括以下步骤的方法制备得到：（1)将改性纳米si〇#A能单体、丙烯酰胺以 及丙烯酸混合，并调节pH值至7. 4,加入蒸馏水配成单体总质量浓度为25. 7 %的水溶液；加 入引发剂，通氮气保护，在温度为40. 4°C条件下反应；反应产物经洗涤、粉碎、干燥后即可 得到所述接枝共聚物。2. 根据权利要求1所述的改性纳米SiO2接枝共聚物，其特征在于：所述改性纳米SiO2 功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得到氨基改性的纳米Si02，并通过控制3-氨丙 基三乙氧基硅烷的添加量来控制纳米Si02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Si02反应得到具有碳碳双键的改性纳米SiO2功能单体。3. 根据权利要求2所述的改性纳米SiO2接枝共聚物，其特征在于：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Si02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、干燥后可得具有碳碳双键的改性纳米Si02功能单体。4. 根据权利要求3所述的改性纳米SiO2接枝共聚物，其特征在于：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20~40%。5. 根据权利要求1所述的改性纳米SiO2接枝共聚物，其特征在于：改性纳米SiO2功能 单体的含量为〇. 5wt%。6. 根据权利要求1所述的改性纳米SiO2接枝共聚物，其特征在于：所述引发剂的质量 为所述单体总质量的〇. 20wt%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 : 1。7. 根据权利要求1所述的改性纳米SiO2接枝共聚物，其特征在于：所述单体中丙烯酰 胺与丙烯酸的质量比为3. 35。8. 根据权利要求1所述的改性纳米SiO2接枝共聚物，其特征在于：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28 %，其绝对重均分子量为 1. 10X107g/mol，流体力学半径为198nm。9. 根据权利要求1所述的改性纳米SiO2接枝共聚物，其特征在于：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36 %，其绝对重均分子量为1. 〇2X107g/mol，流体力学半径为l63nm〇
【专利摘要】本发明涉及一种改性纳米SiO2接枝共聚物，其通过包括以下步骤的方法制备得到：(1)将改性纳米SiO2功能单体、丙烯酰胺以及丙烯酸混合，并调节pH值至7.4，加入蒸馏水配成单体总质量浓度为25.7％的水溶液；加入引发剂，通氮气保护，在温度为40.4℃条件下反应；反应产物经洗涤、粉碎、干燥后即可得到所述接枝共聚物。本发明制备得到的接枝共聚物具有耐高温、抗盐性能，能够满足高温高盐油藏提高采收率的现实需求。
【IPC分类】C09K8/588, C08F220/06, C08F292/00, C08F220/56
【公开号】CN105085836
【申请号】CN201410750863
【发明人】赖南君, 唐雷, 李屹洋, 叶仲斌, 郭欣
【申请人】西南石油大学, 复旦大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年12月9日