[发明专利]测定聚合物的阴离子电荷密度的方法

说明书

本发明涉及一种根据以下步骤测定样本中存在的至少一种聚合物的阴离子电荷密度的方法：‑使存在于样本中的至少一种聚合物与包含镧系元素(III)离子的显影剂溶液接触，并使其能够与所述显影剂溶液相互作用，‑在激发波长λ_exc下激发样本，并通过时间分辨光致发光在发射波长λ_em处检测源自已经与所述至少一种聚合物相互作用的镧系元素(III)离子的信号，和‑使用在发射波长λ_em处检测到的信号来测定所述样本的至少一种聚合物的阴离子电荷密度。

技术领域

本发明涉及一种测定聚合物的阴离子电荷密度的方法。更准确地说，本发明涉及一种采用时间分辨光致发光测定存在于样本中的聚合物的阴离子电荷密度的方法。

背景技术

阴离子聚合物用于各种领域，例如水处理、污泥处理和强化采油和气。在这些不同的领域中，知道聚合物的特性，特别是它们的阴离子电荷密度是重要的。例如，在强化采油的领域中，聚合物由于压力、温度和地下地层中的化学环境的影响而降解。在井出口处，由于这些降解，聚合物的阴离子电荷密度是未知的。

目前使用各种分析技术来测定聚合物的阴离子电荷密度。技术的实例包括电导率滴定、氮含量、电位滴定、¹³C NMR光谱法、红外光谱法、UV光谱法、热重分析和量热法。

然而，这些方法是相当有限的，因为在很大程度上，相对纯的样本是必需的，这需要复杂的纯化步骤。此外，这些方法需要知道样本的聚合物浓度，所述聚合物浓度不总是已知的，难以测量，并且通常取决于阴离子电荷密度。

因此，需要一种简单且实用的方法来测定样本中聚合物的阴离子电荷密度，而不需要知道聚合物的浓度。

发明内容

本发明的目的是一种测定存在于样本中的至少一种聚合物的阴离子电荷密度的方法。此方法包含以下步骤：

-任选地，前处理样本，

-使存在于样本中的至少一种聚合物与包含镧系元素(III)离子的显影剂溶液接触，并使其能够与所述显影剂溶液相互作用，

-在激发波长λ_exc下激发样本，并通过时间分辨光致发光在发射波长λ_em处检测源自已经与所述至少一种聚合物相互作用的镧系元素(III)离子的信号，和

-使用在发射波长λ_em处检测到的信号来测定所述样本中的至少一种聚合物的阴离子电荷密度。

本发明的方法可用于测定存在于来自地下地层(如油井或气井)、水或污泥处理工艺、化妆品、洗涤剂、造纸和/或采矿业的样本中的聚合物的阴离子电荷密度。优选地，本发明的方法用于测定存在于来自地下地层(特别是油井或气井)的样本中的聚合物的阴离子电荷密度。样本有利地取自生产井，特别是来自采油或采气过程的产出水。阴离子电荷密度的测定提供了关于聚合物在地下地层中所经受的降解的信息。另外，如果再注入产出水，为了最佳地再调整溶液的阴离子电荷密度，知道阴离子电荷密度是重要的。

以完全令人惊讶的方式发现，通过使用本发明的方法，由聚合物和包含镧系元素离子的显影剂溶液之间的相互作用的产物通过时间分辨光致发光所获得的信号，与存在于样本中的聚合物的阴离子电荷密度精确相关。

根据本发明，优选采用的时间分辨光致发光测量是时间分辨荧光测量。

此方法具有完全不依赖于聚合物分子量的优点。因此，此方法完美地适合于分子量为1000g/mol与35百万g/mol之间的聚合物。除非另外说明，聚合物的“分子量”是指重均分子量。

根据本发明，所述聚合物可以是来自多糖类的天然聚合物，如淀粉、瓜尔胶、纤维素、葡聚糖或黄原胶。根据本发明，所述聚合物也可以是缩聚物。有利地，所述样本包含至少一种具有一个或多个阴离子电荷的聚合物。有利地，所述样本中的所有聚合物包括一个或多个阴离子电荷。