目前，油田上提高采收率采用的聚合物驅油劑主要為 部 分 水 解 聚 丙 烯 酰 胺 （ HPAM） ,但HPAM 因耐溫、抗鹽性能差等原因限制了其應用范圍，而疏水締合聚合物由于具有耐溫、抗鹽和抗剪切等良好的流變性能，在采油領域有著廣闊的應用前景[1 ~4]. 為了改善疏水締合聚合物的溶解性和耐鹽性，往往在聚合物中引入少量離子單體，但在鹽水溶液中，由于受到反電荷的靜電屏蔽作用，聚合物分子鏈發生卷曲，使溶液的締合網絡結構被破壞，溶液黏度下降[5]. 鐘傳蓉等[6]將陰離子聚合物和陽離子聚合物復合，得到表觀黏度更大、抗鹽性更好的復合型疏水締合聚合物，淡宜等[7]將羥丙基瓜爾膠與聚丙烯酰胺混合，得到具有更好增黏性、適中的耐老化性和破膠性的復合型稠化劑。 筆者在前人研究的基礎上，采用水溶液聚合 法 合 成 了 丙 烯 酰 胺 （ AM ） /丙 烯 酸 鈉（ NaAA ） /十 六 烷 基 二 甲 基 烯 丙 基 氯 化 銨（ C16DMAAC） 兩性離子共聚物 AP 與丙烯酰胺（ AM） /甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（ DMC） /C16DMAAC陽離子共聚物 DP,將 AP 和 DP 混合后，通過兩種不同離子型疏水締合聚合物的協同效應改善聚合物在鹽水溶液中的結構，不僅提高了復合溶液的表觀黏度和抗鹽性能，而且通過溶液的流變性及微觀結構考察，初步研究了聚合物之間產生協同效應的機理，在前人[6,7]研究的基礎之上更進一步，對性能優良的聚合物復合溶液的研究具有一定的理論指導意義。

1 實驗部分

1. 1 試劑與儀器

丙烯酰胺（ AM） ,工業品； 十六烷基二甲基烯丙基氯化銨（ C16DMAAC） ,實驗室自制； 甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（ DMC） ,75% 水溶液，成都化夏化學試劑有限公司； 引發劑偶氮二異丁基瞇鹽 酸 鹽 （ V50 ） ,丙 烯 酸 （ AA） ,氫 氧 化 鈉（ NaOH） ,均為分析純，成都市科龍化工試劑廠。

Brookfield DV-Ⅲ 度 計 （ 美 國 Brookfield 公司） ; FTIR-PARAGON1000 型傅立葉變換紅外光譜儀（ 北京瑞利分析儀器公司） ; Bruker AV-Ⅲ型核磁共振波譜儀（ 瑞士 Bruker BioSpin 公司） ;Fluoromax-4 Spectrofluorometer 熒光光譜儀，帶有TCSPC 技 術 （ 日 本 HORIBA 公 司 ） ; PhysicaMCR301 高級流變儀（ Anton Paar 公司，德國） ,轉子系統為 CP75-1 錐板系統（ 角度，2°； 直徑 75mm） ,并帶有 Rheopius 測試軟件系統。

1. 2 聚合物的合成

稱取一定量的 AM、AA（ NaOH 中和后） 和 C16-DMAAC,使 3 種 單 體 的 摩 爾 比 為 n （ AM ） ∶n（ NaAA） ∶ n（ C16DMAAC） = 74. 7∶ 25∶ 0. 3,然后加入到反應裝置中，添加一定量的去離子水，使總單體質量分數為 20%,連續攪拌使其混合均勻，升溫至 45 ℃，通氮氣除氧 30 min,加入一定量引發劑 V50,反應 8 h. 將得到的聚合物膠體用無水乙醇提純后放入恒溫烘箱中至恒重，得到 AM/NaAA / C16DMAAC 共聚物，記為 AP.稱取一定量的 AM、75% 的 DMC 水溶液和C16DMAAC,使 3 種單體的摩爾比為 n （ AM ） ∶n（ DMC） ∶ n（ C16DMAAC） = 98. 7∶ 1∶ 0. 3,其余合成步驟與合成聚合物 AP 相同，最后得到 AM/DMC/C16DMAAC 共聚物，記為 DP.

1. 3 結構表征及性能測試

采用紅外光譜儀分別對聚合物 AP 和 DP 進行紅外光譜分析，采用核磁共振波譜儀分別對聚合物 AP 和 DP 進行核磁共振氫譜分析。 以 2000mg / L 濃度的聚合物溶液為目標溶液，考察 AP 和DP 不同質量比組成的復合溶液的表觀黏度，采用Brookfield DV-Ⅲ黏度計測定聚合物溶液的表觀黏度，測試溫度為 45 ℃，剪切速率為 7. 34 s- 1,無特殊說明所有聚合物體系中 NaCl 濃度均為 10000mg / L. 改變 pH 值，考察 pH 值對聚合物之間協同效應的影響。 改變 NaCl 濃度，考察復合溶液的抗鹽性能。

1. 4 協同效應機理研究選擇表觀黏度最高的復合溶液，采用高級流變儀對復合溶液和單一聚合物溶液進行穩態應力掃描（ 掃描范圍 0. 01 ~ 10 Pa） 和動態振蕩實驗（ 頻率掃描范圍 0. 01 ~ 10 Hz） ,采用熒光光譜儀以芘為探針對復合溶液和單一聚合物溶液進行熒光光譜掃描，其中激發波長為 335 nm,發射波長范圍為 350 ~550 nm,激發/發射狹縫為 1. 0 nm,溫度為 30 ℃。

2 結果和討論

2. 1 聚合物的結構表征

圖 1 為 AP 的紅外光譜圖，3423 和3193 cm- 1為-NH2的特征吸收峰，2932 cm- 1為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰，2853 cm- 1為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰，1667 cm- 1處為C O的特征吸收峰（ 對應于酰胺和-COO-） ,1617cm- 1和 1561 cm- 1為 N-H 彎曲振動的特征吸收峰，1453 cm- 1為甲基的彎曲振動吸收峰，1401cm- 1為酰胺基中 C-N 伸縮振動吸收峰，1321cm- 1為羧酸中 C-O 伸縮振動吸收峰，1190 cm- 1為-NH2面內搖擺振動吸收峰，1110 cm- 1為長鏈烷基的伸縮振動吸收峰，因此可以定性認為該聚合物為 AM、NaAA 和 C16DMAAC 的共聚物。

圖 2 為 AP 的核磁共振氫譜圖，由于 D2O 上H 的化學位移由于峰值過大，進行了截取處理。 其中，δ =4. 79 為溶劑 D2O 上 H 的化學位移[8],另外 2 個 較 強 的 峰 為 提 純 聚 合 物 時 殘 留 的CH3CH2OH 上 H 的化學位移 （ δ 分別為 1. 11 和3. 57） . 對于聚合物上 H 的化學位移從高場到低場依次進行分析： δ = 0. 94、0. 96、0. 97（ f） 為疏水基團烷基鏈上-CH3的化學位移，δ = 1. 22、1. 27（ e） 為疏水基團烷基鏈上一系列-CH2的化學位移，δ =1. 42、1. 57（ a） 為丙烯酰胺、丙烯酸鈉和疏水單體上的-CH2的化學位移，δ = 2. 04、2. 15（ b） 為丙烯酰胺、丙烯酸鈉和疏水單體上的-CH的化學位移，δ =3. 19、3. 20、3. 22（ c） 為疏水基團上連接 N+的-CH2的化學位移，δ = 3. 26、3. 28（ d） 為疏水基團上連接 N+的-CH3的化學位移。

所以，通過對聚合物 AP 的核磁共振氫譜圖分析，也更加確定了其符合理論結構，為實驗所需的目標聚合物。 但由于聚合物中的疏水基團含量較少，且聚合物中含有大量的-CH2-,峰重疊較為嚴重，因此積分面積誤差較大，故無法根據峰面積確定聚合物中各單體的具體含量。

圖 3 為 DP 的紅外光譜圖，圖 4 為 DP 的核磁共振氫譜圖，分析過程與聚合物 AP 基本相同，由圖 3 和 圖 4 可 知 聚 合 物 DP 為 AM、DMC 和C16DMAAC的共聚物。