环糊精加速疏水缔合聚合物溶解机理研究

李玺，罗平亚，叶仲斌，舒政，赵文森，肖秀婵

(1.成都工业学院 材料与环境工程学院，四川 成都 611730；2.西南石油大学 化学化工学院，四川 成都 610500；3.西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610500；4.海洋石油高效开发国家重点实验室，北京 100028)

疏水缔合聚合物是一种在传统的水溶性聚合物的主链上引入少量(通常摩尔含量<5%)疏水基团的新型水溶性聚合物[1]，以其优异的流变性能受到油田化学的广泛关注。然而疏水基团间的相互作用强烈，导致疏水缔合聚合物溶解能力降低，不利于其在油田连续、大剂量使用，不能很好地满足不断发展的油田开发工程需要[2-3]。目前加速缔合聚合物溶解的方法都不可避免地造成缔合聚合物链段降解[4-8]。分析认为，疏水基团之间的缔合作用大幅延长了聚合物溶解过程中的松弛时间，而缔合聚合物溶解(浓稠体系逐渐稀释)过程实际上受松弛时间的控制[9]。如果能将缔合聚合物溶液的松弛时间降低，就能有效加速缔合聚合物的溶解。

环糊精(CD)是由α-1，4糖苷键连接吡喃葡萄糖单元而形成的环状多聚糖分子，其结构可视为截顶空心的圆锥体[10]。环糊精疏水的内腔与疏水基团有极强的亲和性，大量的文献报道了环糊精拆散缔合聚合物溶液中疏水基团形成的缔合结构的现象[10-13]。因此，本文利用环糊精对缔合聚合物疏水基团的亲和性，在缔合聚合物溶解时向溶剂中加入环糊精，以期这种化学方法能够加快疏水缔合聚合物的溶解速度。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

疏水缔合聚合物AP-P4，由四川光亚聚合物化工有限公司提供；部分水解聚丙烯酰胺3630S(法国SNF)，聚合物的主要理化性能指标见表1；α-CD、β-CD、γ-CD均由成都市科龙化工试剂厂提供；实验用水为模拟注入水，实验室自制，离子组成见表2。

表1 聚合物理化性能指标

表2 模拟注入水离子组成及含量

RW20Digital数显悬吊臂搅拌器；BROOK FIELDDV-Ⅲ黏度计；NikonSMZ1500光学显微镜；HAAKE MARS Ⅲ旋转流变仪；MS-TS电子天平(精度0.000 1 g)。

1.2 测定方法

1.2.1 流变测试 在7.34 s-1剪切速率下，用黏度计测定溶液的表观黏度；用旋转流变仪的锥板系统，在0.1～10 Hz内进行动态频率扫描，得到储能模量(G′)和耗能模量(G″)随频率的变化规律，测试温度25 ℃。……