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在三元复合驱的矿场应用中,部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在高温及高矿化度条件下暴露出黏度降低剧烈、降解、水解作用明显等缺点,严重影响了聚合物驱的驱油效果。本文针对HPAM耐温、抗盐性能差的不足,采用二元单体和三元单体合成了磺化聚丙烯酰胺(SPAM),并对合成得到的聚合物进行了结构表征和性能评价。实验结果表明:(1)二元单体合成法。以过硫酸铵和甲醛合次硫酸氢钠为氧化还原引发剂,偶氮二异丁脒盐酸盐为偶氮引发剂,加入尿素、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、扩链剂(N,N-二甲基乙二胺),引入耐温、抗盐性单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),与丙烯酰胺(AM)共聚合成了磺化聚丙烯酰胺AM/AMPS。最佳合成条件为:在反应体系为100ml的情况下,水溶液pH为7,反应温度为10℃,单体配比(AM:AMPS质量比)为8:2,单体浓度为30%,氧化还原引发剂与偶氮引发剂的比为1:3,EDTA加量为0.8ml,尿素加量为0.06%,扩链剂加量为15μL,在此条件下合成的二元磺化聚丙烯酰胺AM/AMPS分子量达1.05×107。(2)三元单体合成法。在二元共聚的基础上引入第三单体苯乙烯磺酸钠(SSS),合成了三元磺化聚丙烯酰胺AM/AMPS/SSS。通过单因素考察和正交实验确定其最佳合成条件为:反应时间为8h,AM:AMPS比为8:2,第三单体SSS加量为0.3g,单体浓度为20%,氧化还原引发剂与偶氮类引发剂的配比为1:4,起始反应温度为10℃,pH值为9,氧化还原引发剂浓度0.04%。相应工艺处理参数为:粉末状固体成品的最佳烘干温度为45℃,烘干时间为19h,经无水乙醇浸泡处理后的聚合物颗粒表观黏度有所提高。考察了不同第三单体苯乙烯、丙烯酸(AA)加入量对合成得到的聚合物表观黏度的影响,相应单体制备的聚合物黏度大小次序为:SSS>AA>苯乙烯。(3)对二元、三元SPAM及HPAM水溶液进行性能评定。发现虽然清水溶液中三元聚合物的初始表观黏度较低,但其耐温抗盐性、溶解性、增黏效果、热稳定性、抗剪切性均优于二元聚合物及HPAM。三元聚合物在90℃,矿化度为20000mg/L的条件下老化30天,黏度由原来的12.6mPa.s降到8.2mPa.s,黏度保留率为65.1%。