测定聚合物的阴离子电荷密度的方法技术

本发明专利技术涉及一种根据以下步骤测定样本中存在的至少一种聚合物的阴离子电荷密度的方法：‑使存在于样本中的至少一种聚合物与包含镧系元素(III)离子的显影剂溶液接触，并使其能够与所述显影剂溶液相互作用，‑在激发波长λexc下激发样本，并通过时间分辨光致发光在发射波长λem处检测源自已经与所述至少一种聚合物相互作用的镧系元素(III)离子的信号，和‑使用在发射波长λem处检测到的信号来测定所述样本的至少一种聚合物的阴离子电荷密度。

A Method for Determining Anionic Charge Density of Polymers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测定聚合物的阴离子电荷密度的方法
本专利技术涉及一种测定聚合物的阴离子电荷密度的方法。更准确地说，本专利技术涉及一种采用时间分辨光致发光测定存在于样本中的聚合物的阴离子电荷密度的方法。
技术介绍
阴离子聚合物用于各种领域，例如水处理、污泥处理和强化采油和气。在这些不同的领域中，知道聚合物的特性，特别是它们的阴离子电荷密度是重要的。例如，在强化采油的领域中，聚合物由于压力、温度和地下地层中的化学环境的影响而降解。在井出口处，由于这些降解，聚合物的阴离子电荷密度是未知的。目前使用各种分析技术来测定聚合物的阴离子电荷密度。技术的实例包括电导率滴定、氮含量、电位滴定、13CNMR光谱法、红外光谱法、UV光谱法、热重分析和量热法。然而，这些方法是相当有限的，因为在很大程度上，相对纯的样本是必需的，这需要复杂的纯化步骤。此外，这些方法需要知道样本的聚合物浓度，所述聚合物浓度不总是已知的，难以测量，并且通常取决于阴离子电荷密度。因此，需要一种简单且实用的方法来测定样本中聚合物的阴离子电荷密度，而不需要知道聚合物的浓度。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种测定存在于样本中的至少一种聚合物的阴离子电荷密度的方法。此方法包含以下步骤：-任选地，前处理样本，-使存在于样本中的至少一种聚合物与包含镧系元素(III)离子的显影剂溶液接触，并使其能够与所述显影剂溶液相互作用，-在激发波长λexc下激发样本，并通过时间分辨光致发光在发射波长λem处检测源自已经与所述至少一种聚合物相互作用的镧系元素(III)离子的信号，和-使用在发射波长λem处检测到的信号来测定所述样本中的至少一种聚合物的阴离子电荷密度。本专利技术的方法可用于测定存在于来自地下地层(如油井或气井)、水或污泥处理工艺、化妆品、洗涤剂、造纸和/或采矿业的样本中的聚合物的阴离子电荷密度。优选地，本专利技术的方法用于测定存在于来自地下地层(特别是油井或气井)的样本中的聚合物的阴离子电荷密度。样本有利地取自生产井，特别是来自采油或采气过程的产出水。阴离子电荷密度的测定提供了关于聚合物在地下地层中所经受的降解的信息。另外，如果再注入产出水，为了最佳地再调整溶液的阴离子电荷密度，知道阴离子电荷密度是重要的。以完全令人惊讶的方式发现，通过使用本专利技术的方法，由聚合物和包含镧系元素离子的显影剂溶液之间的相互作用的产物通过时间分辨光致发光所获得的信号，与存在于样本中的聚合物的阴离子电荷密度精确相关。根据本专利技术，优选采用的时间分辨光致发光测量是时间分辨荧光测量。此方法具有完全不依赖于聚合物分子量的优点。因此，此方法完美地适合于分子量为1000g/mol与35百万g/mol之间的聚合物。除非另外说明，聚合物的“分子量”是指重均分子量。根据本专利技术，所述聚合物可以是来自多糖类的天然聚合物，如淀粉、瓜尔胶、纤维素、葡聚糖或黄原胶。根据本专利技术，所述聚合物也可以是缩聚物。有利地，所述样本包含至少一种具有一个或多个阴离子电荷的聚合物。有利地，所述样本中的所有聚合物包括一个或多个阴离子电荷。所述聚合物可以是由至少两种或更多种单体制成的共聚物。根据本专利技术，所述聚合物可以具有线性、支化的、交联的、星形或梳形结构。根据本专利技术，通过至少一种阴离子单体和至少一种非离子单体(A)以及任选的至少一种阳离子单体或两性离子单体的共聚反应可以获得所述聚合物。所述阴离子单体可以选自一个大组。有利地，其是水溶性单体，即在常规聚合条件下可溶于水的单体。这些单体可以具有丙烯酸、乙烯基、马来酸、富马酸、丙二酸、衣康酸或烯丙基官能团。它们可以含有羧酸盐、膦酸盐、磷酸盐、硫酸盐、磺酸盐或其它阴离子带电基团。所述阴离子单体可以是酸的形式或碱土金属或碱金属盐的形式。合适的单体的实例包括丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸，巴豆酸，马来酸，富马酸，具有例如磺酸型或膦酸型的官能团的强酸型单体(如2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基磺酸、乙烯基膦酸、烯丙基磺酸、烯丙基膦酸或苯乙烯磺酸)，和其水溶性碱金属盐、碱土金属盐或铵盐。根据一个特别的实施方案，所述聚合物有利地包含相对于单体的总摩尔数在1mol％与99mol％之间，优选在3mol％与80mol％之间，更优选在5mol％与50mol％之间的阴离子单体。所述单体(A)可以是非离子单体，所述非离子单体特别地可以选自包含水溶性乙烯基单体的一类，并且特别是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、丙烯酰吗啉、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-叔辛基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基-咪唑和双丙酮丙烯酰胺。所述非离子单体也可以选自具有下式的单体：D-Z-D’其中：-D是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基、乙烯基或烯丙基型的可聚合不饱和化学官能团；-D’代表氢或烷基(优选C1-C22)或芳基(优选C1-C22)；-Z具有以下结构：-(OE)w-(OP)x-(OBu)z-其中：·OE、OP、OBu分别指环氧乙烷基(-CH2-CH2-O-)、环氧丙烷基(-CH2-CH2-CH2-O-)、环氧丁烷基(-CH2-CH2-CH2-CH2-O-)。·不同OE和/或OP和/或OBu单元之间的排列可以是统计的、交替的、梯度的或嵌段的。·w、x和z是0与150之间的整数，并且w+x+z≠0。根据一个特别的实施方案，所述聚合物有利地包含相对于单体的总摩尔数在1mol％与99.9mol％之间，优选在40mol％与95mol％之间，更优选在60mol％与90mol％之间的非离子单体。所述阳离子单体可以属于具有季胺或铵官能团的丙烯酰胺、丙烯酸、乙烯、烯丙基或马来酸型。特别地且以非限制性的方式，可以提及季铵化的或成盐的丙烯酸二甲氨基乙酯(ADAME)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(MADAME)、二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(APTAC)和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)。可以使用文献FR2868783中记载的衍生自丙烯酰胺并带有疏水链的阳离子单体。根据一个特别的实施方案，所述聚合物有利地包含相对于单体的总摩尔数在1mol％与30mol％之间，优选在2mol％与20mol％之间，更优选在5mol％与15mol％之间的阳离子单体。根据本专利技术，所述显影剂溶液包括镧系元素(III)离子。所述镧系元素(III)离子有利地选自铕、铽、钐或镝离子。优选所述镧系元素(III)离子是铕或铽离子。在所述显影剂溶液中，镧系元素(III)可以是镧系元素盐，例如镧系元素卤化物，如氯化铕。根据一个特别的实施方案，所述显影剂溶液可以包含一种或多种缓冲溶液以提高所分析的样本的信噪比。可使用的缓冲剂的实例包括磺酸衍生物，例如HEPES(2-[4-(2-羟乙基)哌嗪-1-基]乙磺酸，pKa7.48)、PIPES(1,4-哌嗪二乙磺酸，pKa6.76)、MOPS(3-吗啉代丙烷-1-磺酸，pKa7.2)和MES(2-(N-吗啉基)乙磺酸，pKa6.15)。优选所述缓冲液是HEPES。可以使用的显影剂溶液包括由Glincs公司出售的那些。所述显影剂溶液有利地为水溶液。根据本专利技术的另一个特别的实施方式，在发射波长λem处的信号检测之前，可以向样本中添本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定存在于样本中的至少一种聚合物的阴离子电荷密度的方法，其采用以下步骤：‑使存在于样本中的至少一种聚合物与包含镧系元素(III)离子的显影剂溶液接触，并使其能够与所述显影剂溶液相互作用，‑在激发波长λexc下激发样本，并通过时间分辨光致发光在发射波长λem处检测源自已经与所述至少一种聚合物相互作用的镧系元素(III)离子的信号，和‑使用在发射波长λem处检测到的信号来测定所述样本中的至少一种聚合物的阴离子电荷密度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.31 FR 17508141.一种测定存在于样本中的至少一种聚合物的阴离子电荷密度的方法，其采用以下步骤：-使存在于样本中的至少一种聚合物与包含镧系元素(III)离子的显影剂溶液接触，并使其能够与所述显影剂溶液相互作用，-在激发波长λexc下激发样本，并通过时间分辨光致发光在发射波长λem处检测源自已经与所述至少一种聚合物相互作用的镧系元素(III)离子的信号，和-使用在发射波长λem处检测到的信号来测定所述样本中的至少一种聚合物的阴离子电荷密度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述样本来自采油或采气过程的产出水。3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于所述时间分辨光致发光是时间分辨荧光。4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于存在于所述样本中的至少一种聚合物是至少一种水溶性阴离子单体和至少一种非离子单体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛德瑞克·法弗罗，奥利维埃·布劳恩，雷诺·苏西，亚瑟·马拉斯，托马斯·布莱哈特，
申请(专利权)人：SPCM股份公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR