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本文以阻垢剂的经典作用机理为指导,并将空间位阻作用、疏水效应等新作用因素引入阻垢剂的分子设计中,通过单体筛选,以马来酸酐(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和长链疏水单体SH16为原料,采用水溶液聚合法合成了一种含疏水长链的三元共聚物阻垢剂MSH。通过单因素法研究确定了其最佳合成条件为:单体摩尔比为nsss:nMA:nSH16=700:900:1,引发剂加量为5 wt%,反应温度为70℃,单体浓度为35 wt%,反应时间为12 h。采用红外光谱和核磁氢谱对合成的聚合物的结构进行了表征,分析谱图表明合成产物即是所设计的目标产物MSH。热重分析结果表明MSH的热稳定性良好,可以在较高温度下使用。静态阻垢实验结果显示:MSH能有效抑制BaSO4垢和SrSO4垢的生成。对于BaSO4垢:Ba2+浓度为370 mg/L时,50mg/L的MSH能取得90.8%阻垢率;对于SrSO4垢:Sr2+浓度为1500 mg/L时,30 mg/L的MSH能取得94.0%的阻垢率;MSH对于不同摩尔比的Ba2+(Sr2+)与SO42-也能发挥较好的抑制作用;酸性环境对MSH的性能有一定的影响,提高加量能使阻垢率提高;MSH有较好的抗温性能和抗盐性能。动态模拟阻垢实验结果显示:MSH能有效的降低注水操作对地层渗透率的损害。加入5 mg/L的MSH后损害率山33.68%减小至26.46%;增大加量至20 mg/L后,损害率降低至9.31%。SSS/MA二元聚合物与MSH的阻垢性能对比结果表明,阻垢剂MSH的性能优于SSS/MA 聚合物。50 mg/L 的 MSH比MA/SSS 阻垢率高 7.3%,80 mg/L 高 12.3%。对于硫酸锶垢,各个加量下MSH的阻垢率都比MA/SSS高10%左右。证实了阻垢剂分子设计中关于引入SH16后,通过其疏水长链提供空间位阻作用及疏水效应能提高阻垢效率的设想的正确性。MSH对硫酸钡(锶)结晶过程影响研究的结果表明,MSH能有效延长两种晶体的结晶诱导期。并且对晶核形成的速度和晶粒生长的速度也有减缓作用;SEM与XRD研究结果表明,MSH对硫酸钡(锶)两种晶体的生长有明显的干扰作用,MSH分子通过吸附作用卷入到晶体的晶格之中,其分子中疏水长链通过空间位阻作用扰乱了晶格的正常排序,使晶体不能按照原有的秩序生长,晶型发生畸变。同时,掺杂在两种微晶的表面的MSH分子通过静电斥力作用和疏水效应使得晶体之间的相互的吸引力减弱,无法聚集为致密的晶体。最终使两种晶体晶型出现畸变、晶粒变小。