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本文以目前油田应用较为广泛的驱油聚合物黄原胶（XG）为研究对象,针对它在使用过程中存在用量高、耐温有限等问题,根据驱油聚合物的性能要求,改变其分子结构,对其进行化学改性。通过黄原胶与氯代烃（ArCl）进行醚化反应,在聚合物分子链上引入疏水基团,合成了具有疏水缔合性能的改性黄原胶（MXG）。研究了各种反应条件如反应温度、反应体系pH值、反应体系中聚合物浓度、改性剂用量以及反应时间对改性聚合物增粘性能的影响,得到醚化反应的适宜条件。通过紫外吸收光谱（UV）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）和核磁共振氢谱（1H-NMR）对聚合物MXG进行分子结构表征;并使用紫外吸收光谱（UV）对改性黄原胶中改性剂的含量进行了定量分析。结果表明,反应得到的聚合物MXG为目标产物。深入系统地研究了聚合物MXG的溶液性能和疏水缔合微观结构。研究结果表明,聚合物MXG与聚合物XG相比,在纯水、盐水溶液中均具有疏水缔合性能,表现了良好的增粘、耐温、抗盐、抗剪切等溶液性能;而在强酸强碱溶液中,由于聚合物MXG和XG原有的分子结构被破坏,其溶液性能较纯水、盐水溶液中差。聚合物MXG在纯水和NaCl、CaCl2盐水中均具有良好的增粘效果。聚合物浓度为2 g/L的MXG纯水溶液和NaCl溶液的表观粘度分别为354 mPa·s和314 mPa·s。在060 g/L NaCl溶液中,由于聚合物分子链中疏水基团的疏水缔合作用和分子链上的亲水性基团C—O键与溶液中Na+的络合作用,使聚合物MXG呈现出两次明显的盐增稠效应和良好的抗盐性能。当NaCl浓度高达60 g/L时,聚合物浓度为1.5 g/L和2 g/L的溶液表观粘度分别为174 mPa·s和340 mPa·s,而在此盐浓度下,聚合物XG虽然也有盐增稠效应,但是与聚合物MXG溶液对应浓度下的表观粘度仅为140 mPa·s和239 mPa·s。聚合物在CaCl2溶液中的表观粘度变化规律和NaCl溶液中相似,只是Ca2+的盐效应更强。以上粘度的测定条件为30 oC和7.34 s-1。在5 g/L NaCl溶液中,在3075 oC范围内,1.5 g/L和2 g/L MXG溶液因聚合物分子间的缔合作用,在35 oC时,溶液表现出微弱的热增稠,溶液表观粘度达到最大值,分别为188 mPa·s和318 mPa·s。当温度升高到75oC时,两种浓度下的溶液表观粘度分别为86 mPa·s和190 mPa·s,显示了良好的耐温性能。在此温度下,聚合物XG溶液对应浓度下的表观粘度仅为38 mPa·s和76 mPa·s。1.5 g/L MXG和XG溶液于70 oC老化60 d后,溶液表观粘度分别为111 mPa·s和65 mPa·s,粘度保留率分别为60%和54%,表明聚合物MXG溶液的抗老化性能高于XG。在剪切作用下,聚合物MXG的缔合结构在低剪切速率时被破坏,随剪切速率的增加,溶液粘度急剧减小;在高剪切速率时,大分子链在流场中取向,溶液表观粘度逐渐降低。剪切回复实验说明该聚合物具有触变性,连续剪切过程中分子链结构未被破坏。聚合物MXG在7.34 s-1的剪切速率下进行长时间剪切时,不论在盐水还是在纯水中,只有在剪切初期,溶液的表观粘度会随着剪切时间的增加有所降低,当剪切时间超过2 min时,溶液表观粘度不再下降,显示了聚合物MXG具有优异的抗剪切性能。以芘为探针,采用紫外光谱法研究聚合物MXG溶液中的疏水微区的微环境极性,研究结果表明,在纯水和5g/L NaCl溶液中,随聚合物浓度增大,分子间形成的疏水微区结构的数量增多,溶液的吸光度增大。同时,NaCl的加入,使疏水基团间的缔合作用更强,缔合体更紧密,导致盐溶液的紫外吸光度大于纯水溶液。在5g/L NaCl盐水溶液中,溶液吸光度曲线在聚合物浓度为1.5 g/L处出现了拐点,表明聚合物MXG在5 g/L NaCl盐水中的临界缔合浓度为1.5 g/L,这与溶液增粘性能中的结果相一致。当NaCl浓度为3 g/L时,Na+的引入对聚合物分子链产生屏蔽作用,疏水基团的缔合作用强度增加,缔合体的非极性增强,较多的芘分子溶解到缔合体结构中,2 g/L MXG溶液的吸光度第一次出现最大值,为1.39;当NaCl浓度提高到20 g/L时,聚合物分子链中的C—O键与溶液中的Na+络合,加强了分子链间缔合作用,溶液的吸光度第二次出现最大值,为1.62。对于1.5 g/L MXG溶液,溶液吸光度随NaCl浓度的变化规律和2 g/L MXG溶液相似。改性黄原胶溶液在不同温度下的疏水微区极性研究表明,升高温度,有助于疏水基团缔合,增加溶液的疏水微区非极性。当温度从30 oC升高到60 oC时,随着温度的逐渐升高,聚合物分子链间的疏水缔合作用逐渐加强,溶液的疏水微区非极性增加,1.5 g/L MXG纯水溶液的吸光度不断增大。当继续升高温度至65 oC时,缔合体变得疏松,疏水微区的非极性减弱,吸光度下降;当进一步升高温度时,聚合物分子间的缔合作用过强,缔合体紧密度进一步增加,溶液吸光度增大。1.5 g/L、2 g/L的聚合物MXG的盐水溶液以及2 g/L的纯水溶液的吸光度随温度的变化均与1.5 g/L的聚合物MXG纯水溶液具有相似的规律。