抗剪切功能型聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗剪切功能型聚合物及其制备方法，解决了现有功能型聚合物抗剪切能力差的问题。具体是通过在聚丙烯酰胺分子链上引入了具有抗剪切能力的可聚合的功能性单体得到；所述可聚合的功能性单体，按照如下步骤制得：乙烯苯磺酸钠和N‑乙烯基吡咯烷酮进行化合反应，得到第一中间产物；丙烯酰胺与丙烯酸进行化合反应，得到第二中间产物；将第一中间产物与苯庚醇聚氧乙烯醚进行化合反应，得到第三中间产物；将第二中间产物与第三中间产物进行化合反应，得到可聚合的功能性单体。可聚合的功能性单体改变了聚合物的结构和性能，有效地提高了抗剪切能力，而抗剪切能力增强使聚合物黏度的保留率高，从而提高采收率。

【技术实现步骤摘要】
抗剪切功能型聚合物及其制备方法
本专利技术涉及一种具有抗剪切功能型聚合物及其制备方法。
技术介绍
现已证明在聚合物上嫁接官能团后会产生超越聚合物性能的功能，如在聚丙烯酰胺分子链上嫁接亲水或疏水单体或新型的功能性单体，均可改良聚合物原来的性质，但目前功能型聚合物的抗剪切能力有待提高。已有专利1《可提高石油采收率的功能性聚合物》，(专利号：CN200780039561)主要是通过向聚丙烯酰胺分子链上嫁接亲水基团和疏水基团来改变聚丙烯酰胺的功能特性；已有专利2《一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用》，(专利号：201610172922.X)，其是向聚丙烯酰胺上嫁接三种结构单元A/B/C；已有专利3《驱油用活性功能型聚表剂及其制备方法》，(专利号：CN201610035177)。此活性功能型聚表剂虽然在一定程度上增加聚合物的耐温、抗盐、热稳定性，但在抗剪切能力方面较弱，并且使用化学试剂较多，反应较为复杂，操作繁琐。已有专利4《丙烯酰胺改性接枝共聚物及其制备方法和用途》，(专利号：CN200910058252)，及已有专利5《一种功能性聚合物表面活性剂强化复合驱组及其应用》，(专利号：CN201410468053.6)，合成的功能型聚合物表面活性剂的界面张力在102mN/m左右，其功能型聚合物表面活性剂是以聚丙烯酰胺为主链，向其嫁接功能单体，改变其结构及性能，但抗剪切能力并未有明显提高。已有专利6《新型聚合物表面活性剂的制备方法及应用》，(专利号CN103408469A)中主要是通过合成一种功能型单体，驱油效果有所增强，但此聚合物表面活性剂的耐温能力低于80摄氏度，但抗剪切能力有待提高。目前功能型聚合物的主要问题是抗剪切能力弱，功能型聚合物的抗剪切能力在地层中提高采收率中占有重要地位。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种抗剪切功能型聚合物，有效解决现有功能型聚合物抗剪切能力差的问题。本专利技术同时提供所述抗剪切功能型聚合物的制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种抗剪切功能型聚合物，用下述通式表示为：其中：x，y，z，m，n为聚合度，2000≤x≤5000，3000≤y≤6000，6≤z≤18，5000≤m≤10000，3000≤n≤6000。所述抗剪切功能型聚合物的制备方法，是在聚丙烯酰胺主链上嫁接有可聚合的功能性单体得到。优选地，所述可聚合的功能性单体，按照如下制备方法得到：(1)乙烯苯磺酸钠和N-乙烯基吡咯烷酮进行化合反应，得到第一中间产物；(2)丙烯酰胺与丙烯酸进行化合反应，得到第二中间产物；(3)将第一中间产物与苯庚醇聚氧乙烯醚进行化合反应，得到第三中间产物；(4)将第二中间产物与第三中间产物进行化合反应，得到可聚合的功能性单体。优选地，所述可聚合的功能性单体制备步骤(1)中的反应工艺是：乙烯苯磺酸钠和N-乙烯基吡咯烷酮按质量比为1:1的比例加入第一反应容器中，并加入5倍于乙烯苯磺酸钠质量的去离子水及0.05倍于乙烯苯磺酸钠质量的过硫酸钠，加热至55℃后搅拌至呈均匀透明溶液，得到第一中间产物。优选地，所述可聚合的功能性单体制备步骤(2)中的反应工艺是：丙烯酰胺及丙烯酸按质量比为1:1的比例加入第二反应容器，并加入5倍于丙烯酰胺与丙烯酸质量和的去离子水及0.05倍于丙烯酰胺质量的过硫酸钠，加热至45℃后搅拌至完全溶解，得到第二中间产物。优选地，所述可聚合的功能性单体制备步骤(3)中的化合反应工艺是：向步骤(1)的第一中间产物中加入1倍于丙烯酰胺的苯庚醇聚氧乙烯醚质量及0.02倍于苯庚醇聚氧乙烯醚质量的三乙胺，加热至50℃后，搅拌均匀得到第三中间产物。优选地，所述可聚合的功能性单体制备步骤(4)中的化合反应工艺是：将步骤(2)的第二中间产物和步骤(3)的第三中间产物放入到第三反应容器中，加入1-5倍于第二和第三中间产物质量和的去离子水，用NaOH溶液调节pH值为7，温度为30-55℃、通N2的条件下反应得到可聚合的功能性单体。优选地，所述抗剪切功能型聚合物制备方法，所述嫁接反应过程是，将丙烯酰胺与可聚合的功能性单体加入反应器中，控制温度为30-80℃，恒温通氮气30-60min后，加入过硫酸盐或过硫酸铵引发剂，同时持续的通入氮气直到反应完成；反应完成后用无水乙醇溶液进行清洗，过滤、烘干、纯化所生成的抗剪切功能型聚合物，在40℃下进行切割造粒。优选地，所述可聚合的功能性单体制备步骤(1)中的化合反应，用化学反应式表达为：其中：x，y为聚合度，所述x、y分别为2000≤x≤5000，3000≤y≤6000。优选地，所述可聚合的功能性单体制备步骤(2)中的共聚反应，用化学反应式表达为：其中：m，n为聚合度，所述m、n分别为5000≤m≤10000，3000≤n≤6000。优选地，所述可聚合的功能性单体制备步骤(3)中的化合反应，用化学反应式表达为：优选地，所述可聚合的功能性单体制备步骤(4)中的化合反应，用化学反应式表达为：其中：x，y，z，m，n为聚合度，2000≤x≤5000，3000≤y≤6000，6≤z≤18，5000≤m≤10000，3000≤n≤6000。本专利技术抗剪切功能型聚合物，与
技术介绍
中的功能型聚合物一样，具有相同的驱油功能和使用方法。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的驱油用抗剪切功能型聚合物，与现有的功能型聚合物技术相比，针对油田使用的功能型聚合物存在的问题，以研究提高功能型聚合物的抗剪切能力为主，本专利技术在聚丙烯酰胺分子链上引入了具有抗剪切能力的可聚合单体。通过增加可聚合单体，改变了聚合物的结构和性能，能有效地提高功能型聚合物的抗剪切能力，抗剪切能力增强使黏度的保留率高，从而提高采收率。附图说明图1是本专利技术实验例中的剪切速率与表观粘度的关系曲线。图中：关系曲线从上到下依次为实施例、已有专利1、已有专利2及已有专利3。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是值得说明的是，本专利技术并不限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本专利技术。实施例：1)称取5g疏水单体乙烯丙磺酸钠和5gN-乙烯基吡咯烷酮置于100mL烧瓶中，加入去离子蒸馏水25mL，并加入0.25g过硫酸钠，搅拌1小时至形成均匀微乳液(其中x，y为聚合度，x＝3500，y＝3500)。化学反应式如下：2)向第二烧瓶中加入5g丙烯酰胺、5g丙烯酸和25g去离子蒸馏水并加入0.25g过硫酸钠，搅拌至完全溶解，继续将形成的溶液转移至另一烧瓶中。(其中m，n为聚合度，m＝7000，n＝5500)。化学反应式如下：3)将步骤一中所得溶液，向其中加入5g苯庚醇聚氧乙烯醚并加入0.1g三乙胺加热至50℃，放置第三烧瓶中；4)调节反应条件，将第二中间产物加入到第三中间产物中，并向第三烧瓶中加入20％wtNaOH溶液调节pH为7，同时调节温度至40℃。(其中x，y，z，m，n为聚合度，x＝3500，y＝3500，z＝16，m＝7000，n＝5500)。化学反应式如下：5)在温度为40℃情况下，恒温通氮气40min后，加入过硫酸钠引发剂，同时持续的通入氮气直到合成。然后用无水乙醇溶液进行清洗，过滤烘干，纯化所生成功能型聚合物，在4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗剪切功能型聚合物，用下述通式表示为：

【技术特征摘要】
1.一种抗剪切功能型聚合物，用下述通式表示为：其中：x，y，z，m，n为聚合度，2000≤x≤5000，3000≤y≤6000，6≤z≤18，5000≤m≤10000，3000≤n≤6000。2.权利要求1所述的抗剪切功能型聚合物，其制备方法是：在聚丙烯酰胺主链上嫁接可聚合的功能性单体得到。3.根据权利要求2所述的抗剪切功能型聚合物的制备方法，其特征在于，所述可聚合的功能性单体，其制备方法如下：(1)乙烯苯磺酸钠和N-乙烯基吡咯烷酮进行化合反应，得到第一中间产物；(2)丙烯酰胺与丙烯酸进行化合反应，得到第二中间产物；(3)将第一中间产物与苯庚醇聚氧乙烯醚进行化合反应，得到第三中间产物；(4)将第二中间产物与第三中间产物进行化合反应，得到可聚合的功能性单体。4.根据权利要求3所述的抗剪切功能型聚合物的制备方法，其特征在于，所述可聚合的功能性单体制备步骤(1)中的反应工艺是：乙烯苯磺酸钠和N-乙烯基吡咯烷酮按质量比为1:1的比例加入第一反应容器中，并加入5倍于乙烯苯磺酸钠质量的去离子水及0.05倍于乙烯苯磺酸钠质量的过硫酸钠，加热至55℃后搅拌至呈均匀透明溶液，得到第一中间产物。5.根据权利要求3所述的抗剪切功能型聚合物的制备方法，其特征在于，所述可聚合的功能性单体制备步骤(2)中的反应工艺是：丙烯酰胺及丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮彦夫，刘丽，闫文华，李丽丽，邵洪志，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23