[发明专利]一种耐高温且抗剪切的水溶性支化聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温且抗剪切的水溶性支化聚合物及其制备方法，该支化聚合物能极大提高聚合物的粘度及耐高温抗剪切性能，属于水溶性高分子合成技术领域。

背景技术

为改善聚合物的耐高温抗剪切性能，满足日益严苛的油藏条件进行聚合物驱、复合驱及其他增产措施（如堵水、调剖及深部液流转向技术等）的需要，国内外对驱油聚合物进行了大量探索。目前，新型驱油用聚合物的研究己取得较大进展，己开发了缔合型聚合物、支化聚合物、具有“反聚电解质效应”的两性离子聚合物和支化聚合物等多种类型的聚合物，并相继投入油田生产应用。其中，利用支化聚合物驱油具有较高的潜在应用价值。

支化聚合物较线型聚合物具有更高的粘弹性、粘度及耐温抗剪切性能，其原因在于线型聚合物在高速剪切和高温降解时长链发生链断裂，分子量降低，极易造成粘度及粘弹性降低，而支化聚合物由于存在大量支化点，在高速剪切及高温降解时，其发生链断裂既可以形成较短的线型分子链也可以形成次级支化结构，因此具有更好的耐温抗剪切性能。

通常情况下，支化聚合物可由阴离子聚合、多官能化合物交联、多官能中心聚合及聚合物改性的方法得到。多官能度支化中心聚合是指以多官能度化合物作为支化中心由此聚合得到支化聚合物，常用的支化中心多含有氨基、亚氨基、卤基和羟基等。其中，利用多羟基化合物作为支化中心进行反应得到支化聚合物是一种有效手段。

利用多羟基化合物作为支化中心反应得到支化聚合物领域已经有许多工作，但大多停留在理论研究层面，普遍分子量较低，粘度不高，难以在油田驱油中大规模应用。Ray Gunawidjaja等人以含有多个端羟基的低聚多面体倍半硅氧烷（POSS）为中心合成了支化两亲化合物，他们利用该聚合物上含有的多个羟基与异氰酸酯反应得到支化度较高具有良好界面自组装性能的支化聚合物，但由于合成的支化聚合物分子量普遍较低（低于3万），因此其研究虽然具有良好的截面特性，但难以在实际生产中大规模应用。参见Ray  Gunawidjaja,  Feifei  Huang,Maryana  Gumenna,  Nina  Klimenko,  Grady  A.  Nunnery,  Valery  Shevchenko,  Rina  Tannenbaum  andVladimir  V.  Tsukruk.  Bulk  and  Surface  Assembly  of  Branched  Amphiphilic  Polyhedral  OligomerSilsesquioxane  Compounds.  Langmuir,  2009,  25  (2)：1196–1209  。Jun-Sheng  Wang等人以含端羟基的三（2-羟乙基）邻苯甲酸酯为中心合成了流滴性支化聚酯。该支化聚合物的热分析测试表明其在350℃首次出现失重峰，表现出良好的耐温性。但该类聚合物特性粘度较低普遍小于1dL/g，其分子量不超过10万，因此难以在对粘度具有很强依赖性的采油中大范围应用。参见Jun-Sheng  Wang,  Hai-Bo  Zhao,  Xin-Guo  Ge,  Yun  Liu,  Li  Chen,  De-Yi  Wang  and  Yu-ZhongWang.   Novel   Flame-Retardant   and   Antidripping   Branched   Polyesters   Prepared   viaPhosphorus-Containing   Ionic   Monomer   as   End-Capping   Agent.   .   Ind.   Eng.   Chem.Res.,  2010,  49:4190–4196.

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种耐高温且抗剪切的水溶性支化聚合物及其制备方法。

本发明选择多羟基化合物为支化剂，通过自由基聚合制备高分子量的支化水溶性聚合物，该聚合物具有良好的耐高温、抗剪切性能，在石油开采中有较好的应用前景。

本发明的技术方案如下：

一种耐高温且抗剪切的水溶性支化聚合物，该水溶性支化聚合物是由以下单体通过乳液聚合反应的方法得到；

丙烯酰胺                                        65～95mol%，

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸                       4～35mol%，