[发明专利]用于增加和/或稳定疏水缔合型聚合物驱油剂粘度的阳离子聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳离子聚合物，尤其涉及一种可用于增加和稳定疏水缔合型聚合物驱油剂粘度的阳离子聚合物，属于高分子材料领域。

背景技术

疏水缔合水溶性聚合物(AP-P4)已成为当今高分子材料科学研究的新热点之一，它是指在聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的一类水溶性聚合物，其溶液特性与一般聚合物溶液大相径庭。在水溶液中，此类聚合物的疏水基团由于疏水作用而发生聚集，使大分子链产生分子内和分子间缔合。当聚合物浓度高于某一临界浓度(临界缔合浓度)后，大分子链通过疏水缔合作用聚集，形成以分子间缔合为主的超分子结构——动态物理交联网络，流体力学体积增大，溶液粘度大幅度升高。在高剪切作用下，疏水缔合形成的动态物理交联网络被破坏，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，不发生一般相对高分子质量的HPAM聚合物在高剪切速率下的不可逆机械降解。这些特殊的性质使得AP-P4可望在许多领域得到应用，如作为石油三次采油的驱油剂、化妆品和涂料的增粘剂、水处理剂、磨擦减阻剂、流度控制剂等。

然而，从概率和分子的构象稳定的角度分析，疏水缔合聚合物在水溶液中发生分子内缔合应高于分子间缔合。因而，疏水缔合聚合物的溶液稳定性能极差，随着考查时间延长，聚合物溶液的粘度急剧下降，甚至出现缔合相分离现象(即沉淀)。升高温度虽有利于提高疏水基团的疏水性，增强疏水缔合性能，但也更加快了分子内缔合的速率，溶液的长期稳定性更差；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，这也将导致在高矿化度下加剧疏水缔合聚合物分子内的缔合，而矿化度的变化对疏水缔合聚合物的影响很大，使疏水缔合聚合物不抗高盐。

因此，为了使AP-P4真正得到应用，必须解决现有驱油用疏水缔合聚合物的长期稳定性和不抗高盐的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于增加和/或稳定疏水缔合型聚合物驱油体系粘度的阳离子聚合物。

本发明的阳离子聚合物的结构式如式(I)所示：

式中，m为数均聚合度时是1355-1984的自然数，n为数均聚合度时是1-17的自然数；m为重均聚合度时是2392-3472的自然数，n为重均聚合度时是2-30的自然数。

本发明的阳离子聚合物的阳离子度为0.025％～0.86％。

本发明的阳离子聚合物的数均分子量为9.5×10⁴～1.5×10⁵g/mol，重均分子量为1.6×10⁵～2.6×10⁵g/mol。

本发明的阳离子聚合物的数均分子量为96745g/mol，重均分子量为160597g/mol，阳离子度为0.025％。

本发明的阳离子聚合物的数均分子量为121712g/mol，重均分子量为214822g/mol，阳离子度为0.29％。

本发明的阳离子聚合物的数均分子量为124016g/mol，重均分子量为218268g/mol，阳离子度为0.66％。

本发明的阳离子聚合物的数均分子量为148382g/mol，重均分子量为259668g/mol，阳离子度为0.86％。

本发明的阳离子聚合物可通过包括以下步骤的方法制备：

(1)十六烷基二甲基胺与5-烯己基溴经烷基化反应得到阳离子单体十六烷基二甲基-5-烯己基溴化铵；

(2)丙烯酰胺和所述的十六烷基二甲基-5-烯己基溴化铵经自由基聚合反应得到阳离子聚合物。

上述步骤(2)中丙烯酰胺与十六烷基二甲基-5-烯己基溴化铵的摩尔比(96～98)∶(2～4)。

上述步骤(2)中自由基聚合反应添加助剂十二烷基硫酸钠，所述十二烷基硫酸钠的加入量为所述丙烯酰胺和十六烷基二甲基-5-烯己基溴化铵的总质量的18％～47％。

上述步骤(2)中自由基聚合反应的分散介质为水，优选去离子水；所述丙烯酰胺、十六烷基二甲基-5-烯己基溴化铵和十二烷基硫酸钠的总质量与所述去离子水的质量比(9～12)∶(88～91)。

上述步骤(2)中自由基聚合反应的引发剂为水溶性过氧化物，优选过硫酸钾，所述过硫酸钾的加入量为所述丙烯酰胺和十六烷基二甲基-5-烯己基溴化铵的总质量的0.14％～0.20％。

上述步骤(2)中自由基聚合反应的反应温度为65～80℃。

上述步骤(2)中自由基聚合反应的反应时间为6～8小时。

上述步骤(2)中自由基聚合反应在惰性气体氛围中进行，所述惰性气体优选氮气。