微支化聚丙烯酰胺的支化结构表征及热稳定性/流变性研究

李海涛，祝仰文，徐辉，孙秀芝，崔传智，杨雪杉

(1.中国石油大学(华东)，山东 青岛 266580；2.胜利油田分公司勘探开发研究院，山东 东营 257015；3.西南石油大学，四川 成都 610500)

国内外对耐温耐盐、耐剪切聚合物的开发进行了大量的探索[1-3]。对聚丙烯酰胺(HPAM)进行弱交联是改善和提高聚合物性能的重要途径之一[4]。将线型的聚合物分子链转化为具有支化/微支化结构的非线型分子，能提高聚合物分子链的刚性、增粘、抗剪切及流变等性能[5-6]。

本文以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)为功能单体，制备了具有微支化结构的聚丙烯酰胺(PAM)，并考察了引发剂配比对粘均分子量、表观粘度、剪切稳定性和水不溶物的影响规律，确定了最佳引发剂配比[7]。同时考察聚丙烯酰胺的热稳定性及流变性，验证了微支化结构提升聚合物性能的可行性。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

丙烯酰胺(AM)，工业品；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、过硫酸铵(APS)、甲酸钠、乙二胺四乙酸(EDTA)、氢氧化钠、重水(D2O)均为分析纯。

Bruker A400型核磁共振波谱仪；BI-200SM广角激光光散射仪；TGA851e型热分析仪；DSC-822e型差示扫描量热分析仪；Physica MCR301高级流变仪；HJ-6多头磁力电热搅拌器；S312恒速搅拌器；DZF-6020恒温真空干燥箱；BS2202S赛多利斯电子分析天平；优普系列CPK-Ⅱ超纯水机。

1.2 微支化聚丙烯酰胺的合成

将甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和过硫酸铵(APS)按一定比例加入丙烯酰胺(经氯仿重结晶)单体聚合体系中进行自由基聚合，获得微支化聚丙烯酰胺聚合物，具体合成方法参考文献[7]。其主要合成原理为：在过氧化物-甲……