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本文考虑将环糊精与超支化聚合物技术相结合制备出一种环糊精改性超支化单体,同时合成一种甜菜碱型单体作为功能性单体,将二者与丙烯酰胺、丙烯酸共聚合成一种具有环糊精超支化结构的抗温、抗盐、抗剪切性强的聚合物,以改善传统的聚丙烯酰胺聚合物的缺点。首先,采用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和1,3-丙基磺内酯(PS)合成一种磺基甜菜碱两性离子单体DEPS,并以产率为优选依据,利用单因素实验法对合成甜菜碱的工艺进行了选择,确定DEPS的最优合成条件是:反应温度为40℃,反应时间为 20h,n(DMAEMA):n(PS)=1.1:1.0。采用马来酸酐(MAH)对β-环糊精(β-CD)进行改性,合成了具有端羧基结构和双键结构的马来酸酐改性β-环糊精(MAH-β-CD)。同时,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)及二乙醇胺(DEA)为原材料合成了 0.5代超支化中间体,以0.5代中间体为支化单元同时以三羟甲基丙烷(TMP)为核,合成第一代产物G1.0;在G1.0中加入一定摩尔比的单体G0.5,通过酯交换反应合成第二代端羟基超支化聚氨酯HPEA;使用MAH-β-CD对HPEA行进一步改性,合成了带有多个双键和亲水性官能团的环糊精改性超支化功能单体MAH-β-CD-HPEA,用红外光谱仪对MAH-β-CD-HPEA进行表征,结果表明目标产物被成功合成。选用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)与MAH-β-CD-HPEA、DEPS合成了四元共聚物PADAH。采用单因素法优化了四元共聚反应最佳合成条件:反应温度55℃,反应时间 6 h,m(AM):m(AA)=2:1(单体总质量的 85%),m(DEPS):m(MAH-β-CD-HPEA)=14.5:0.5(单体总质量的15%),引发剂用量0.3%,单体浓度25%。对产物进行了红外、核磁表征,验证了聚合物PADAH即为目标产物。对环糊精改性超支化聚合物PADAH和甜菜碱聚合物PADA(无超支化单体)的水溶液微观形态结构进行对比研究,结果显示PADAH溶液中连接聚集体的丝状结构显然比PADA溶液较粗,说明超支化聚合物PADAH具有一定的支化结构,可增强聚合物分子内部的作用力。研究了 PADAH和PADA溶液的增黏性能、抗温性能、耐盐性能及抗剪切性能,结果表明:PADAH的浓度为2000 mg/L时,其溶液黏度可达647 mPa·s;90℃时PADAH时的黏度为237 mPa s,黏度保留率为37.5%,同样的温度下,PADA的黏度保留率为21.7%;对比Na+、Ca2+、Mg2+三种金属离子对聚合物PADAH和聚合物PADA水溶液表观黏度的影响可知,环糊精改性超支化大单体的引入对产物的抗盐性确有提升;当剪切速率增加时,PADAH聚合物中特殊的外围支化单元相互缠结作用有效地减缓了分子破坏,因此三种不同的剪切作用对PADAH的黏度影响均较小。对聚合物PADAH和PADA溶液的流变特性和动态黏弹性进行了研究,结果表明PADAH有着更好的增稠能力和剪切稀释性。动态黏弹性研究结果显示两种聚合物均具有良好的黏弹性,但在同一频率0.01 Hz时,PADAH的复合模量大于PADA的复合模量,表明超支化聚合物PADAH的黏弹性能更优异,能够用于油藏中提高聚合物驱的微观驱油效率。考察了不同表面活性剂种类和加量对环糊精改性超支化聚合物PADAH的溶液性能的影响,结果表明阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS与环糊精改性超支化聚合物PADAH的相互作用表现出了较好的效果。在SDS浓度为0.1%,PADAH浓度为1000 mg/L时,SDS-PADAH聚/表复合体系的最大表观黏度为521 mPa·s,最低界面张力为0.038 mN/m。对优选出性能较好的SDS-PADAH聚/表体系开展了室内驱油效果评价,结果表明PADAH聚合物驱与SDS-PADAH聚合物/表面活性剂二元复合体系均有更好的驱油能力,提高采收率值分别达12.5%和19.8%。