專利名稱：測定疏水締合型聚丙烯酰胺分子量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測定疏水締合型聚丙烯酰胺分子量的方法。
背景技術(shù)：
疏水締合聚合物(Hydrophobically Associating Water-Soluble Polymers, 簡稱HAWSP)，是指在聚合物親水性大分子鏈上帶有少量疏水基團(tuán)的水溶性聚合物 (Properties of Hydrophobically Associating Polyacrylamides :Influence of the Method of Synthesis. Macromolecules. 1993 ；26 (17) :4521-4532.)。在水溶液中,疏水基團(tuán)之間由于疏水締合作用而發(fā)生聚集，并在濃度高于某一臨界濃度(即臨界締合濃度)后， 形成以分子間締合為主的超分子結(jié)構(gòu)，流體力學(xué)體積增大、溶液粘度大幅度升高、抗溫、抗鹽和抗剪切性能等明顯提高。疏水締合聚合物的這些特征使其成為水溶性聚合物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，并隨著人們對其研究的深入，目前疏水締合聚合物產(chǎn)品已經(jīng)成功應(yīng)用于油氣田工程領(lǐng)域的各個方面。疏水締合型丙烯酰胺類聚合物(簡稱HAWSP)是以丙烯酰胺和丙烯酸作為聚合物分子主鏈的一類疏水締合聚合物，此類聚合物是疏水締合聚合物的最主要的類型之一。聚合物的特性粘數(shù)是指溶液的比濃粘度在濃度無限稀釋時(shí)的值(《高聚物的結(jié)構(gòu)與性能》，馬德柱等編，科學(xué)出版社，2004年.)，記為[II]；分子量是指聚合結(jié)構(gòu)單元數(shù)與結(jié)構(gòu)單元分子量的乘積。當(dāng)聚合物的化學(xué)組成、溶劑、體系溫度確定以后，特性粘數(shù)與分子量的關(guān)系滿足Mark-Houwink方程。特性粘數(shù)和分子量是表征HAWSP的分子結(jié)構(gòu)和評價(jià)HAWSP 應(yīng)用性能的重要參數(shù)，主要表現(xiàn)在以下兩個方面特性粘數(shù)能夠反映稀溶液范圍內(nèi)聚合物分子與溶劑分子之間的相互作用，是研究聚合物在溶液中的尺寸、形態(tài)以及聚合物與溶劑之間的相互作用的一個重要參數(shù)(劉德新等.由特性粘數(shù)測算聚合物-溶劑相互作用參數(shù).華東理工大學(xué)學(xué)報(bào).1987;13(6) 675-681.)；特性粘數(shù)法若與其它方法相互配合，還可以研究聚合物溶度參數(shù)、支化度等 (《高分子科學(xué)教程》，韓哲文主編，華東理工大學(xué)出版社，2001年12月.)；分子量影響HAWSP的締合行為，高分子量的HAWSP可使其分子間締合在較低的濃度下發(fā)生，降低臨界締合濃度，從而實(shí)現(xiàn)高效增粘性(Regalado，E.J.，Selb, J.，Candau, F. Viscoelastic Behavior of Semidilute Solutions of Multisticker Polymer Chains. Macromolecules. 1999 ；32(25) :8580-8588.)；因此，不論是進(jìn)行理論研究還是對應(yīng)用性能進(jìn)行評價(jià)，正確測定HAWSP的分子量都具有重大的意義。國內(nèi)外研究學(xué)者對HAWSP的分子量測定進(jìn)行了大量的研究，并取得了一定的研究進(jìn)展，其中最具有代表性的方法是光散射法和凝膠滲透色譜法(GPC)兩種權(quán)威方法。Gram等采用GPC法，在THF作為溶劑、溫度為25°C的條件下對HAWSP (其疏水單體為 N，N- 二甲基丙烯酰胺、十二烷基丙烯酸酯和十八烷基丙烯酸酯)的分子量和多分散指數(shù)進(jìn)行了表征(Gram, S. L. ,Brown,H. R. et al. Hydrophobically Modified Dimethylacrylamide Synthesis and Rheological Behavior. Macromolecules. 2005 ；38 (7) :2981-2989.)；Zhang Yubao等采用光散射法研究了 HAWSP在去離子水中的重均分子量、第二維利數(shù)和均方回轉(zhuǎn)半徑，但是作者未提及文中的測試條件是否存在疏水締合作用(aiang Y. B., Wu C. , Fang Q. , Zhang Y. X. A Light-Scattering Study of the Aggregation Behavior of Fluorocarbon-Modified Polyacrylamides in Water. Macromolecules. 1996 ；29 (7) 2494-2497.)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測定疏水締合型聚丙烯酰胺分子量的方法。本發(fā)明提供的測定疏水締合型聚丙烯酰胺分子量的方法，包括如下步驟1、一種測定疏水締合型聚丙烯酰胺分子量的方法，包括如下步驟1)將疏水締合聚合物母液、甲酰胺和氯化鈉水溶液混勻，得到所述疏水締合聚合物母液濃度為Ctl的試樣溶液；其中，所述疏水締合聚合物母液由待測疏水締合型聚丙烯酰胺和甲酰胺組成；2)將甲酰胺、氯化鈉水溶液和水混勻，得到試樣溶劑；3)利用所述步驟1)所述疏水締合聚合物母液濃度為Ctl的試樣溶液和所述步驟2) 所述試樣溶劑，測定所述待測疏水締合型聚丙烯酰胺的特性粘數(shù)[η]；4)將所述步驟幻所得待測疏水締合型聚丙烯酰胺的特性粘數(shù)[η]代入M = 67. 35X [ η]1·71，得到所述待測疏水締合型聚丙烯酰胺的分子量。上述方法所述步驟1)所述疏水締合聚合物母液中，所述疏水締合型聚丙烯酰胺的濃度為10000 30000mg/L ；所述Ctl為500 1000mg/L ；所述氯化鈉水溶液中，氯化鈉的濃度為2mol/L ；所述氯化鈉在所述試樣溶液中的濃度為0. 5mol/L，所述甲酰胺在所述試樣溶液中的體積百分濃度為70%。所述步驟2、試樣溶劑中，所述甲酰胺的體積百分濃度為70%，所述氯化鈉的濃度為0. 5mol/L ；所述氯化鈉水溶液中，氯化鈉的濃度為2mol/L。所述步驟幻測定步驟中，測定方法包括如下步驟采用相同的方法，測定所述步驟1)所得試樣溶劑在粘度計(jì)中的流經(jīng)時(shí)間、、所述步驟2)所得試樣溶液在濃度為(^2/3(^IACciUACc^n 1/4Q時(shí)在同一粘度計(jì)中的流經(jīng)時(shí)間，依次記為t” t2、t3、t4、t5,按照下述式I和式II計(jì)算所述待測疏水締合型聚丙烯酰胺的相對粘度I和相對粘度C；
權(quán)利要求
1.一種測定疏水締合型聚丙烯酰胺分子量的方法，包括如下步驟1)將疏水締合聚合物母液、甲酰胺和氯化鈉水溶液混勻，得到所述疏水締合聚合物母液濃度為Ctl的試樣溶液；其中，所述疏水締合聚合物母液由待測疏水締合型聚丙烯酰胺和甲酰胺組成；2)將甲酰胺、氯化鈉水溶液和水混勻，得到試樣溶劑；3)利用所述步驟1)所述疏水締合聚合物母液濃度為Ctl的試樣溶液和所述步驟2)所述試樣溶劑，測定所述待測疏水締合型聚丙烯酰胺的特性粘數(shù)[η]；4)將所述步驟3)所得待測疏水締合型聚丙烯酰胺的特性粘數(shù)[η]代入M= 67. 35X [ η]1·71，得到所述待測疏水締合型聚丙烯酰胺的分子量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟1)所述疏水締合聚合物母液中，所述疏水締合型聚丙烯酰胺的濃度為10000 30000mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟1)所述Ctl為500 IOOOmg/ L ；所述氯化鈉在所述試樣溶液中的濃度為0. 5mol/L，所述甲酰胺在所述試樣溶液中的體積百分濃度為70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于所述步驟1)中，所述氯化鈉水溶液中，氯化鈉的濃度為2mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的方法，其特征在于所述步驟幻試樣溶劑中，所述甲酰胺的體積百分濃度為70%，所述氯化鈉的濃度為0. 5mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的方法，其特征在于所述步驟幻中，所述氯化鈉水溶液中，氯化鈉的濃度為2mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的方法，其特征在于所述步驟；3)測定步驟中，測定方法包括如下步驟測定所述步驟幻所得試樣溶劑在粘度計(jì)中的流經(jīng)時(shí)間、、所述步驟1)所得試樣溶液在濃度為CQ、2/3C。、1/2(^1/30^0 1/4(^時(shí)在同一粘度計(jì)中的流經(jīng)時(shí)間，依次記為、、t2、t3、 t4、 t5，按照下述式I和式II計(jì)算所述待測疏水締合型聚丙烯酰胺的相對粘度I和相對粘度Cr:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測定疏水締合型聚丙烯酰胺分子量的方法。該方法選用由甲酰胺、氯化鈉和水的組合物作為溶劑，采用已知分子量的部分水解聚丙烯酰胺系列樣品對該締合聚合物的特性粘數(shù)與分子量的關(guān)系進(jìn)行訂定，并由此確定了粘度法測定疏水締合型丙烯酰胺類聚合物分子量的實(shí)驗(yàn)方法。該方法在測試原理上具有充分的理論支撐；該測定方法具有儀器設(shè)備簡單、操作便利、測定和數(shù)據(jù)處理周期短等優(yōu)點(diǎn)，適用于不同分子結(jié)構(gòu)的疏水締合聚合物，如不同疏水單體類型和不同疏水單體含量的HAWSP，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號G01N11/06GK102564901SQ201110436048
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者馮茹森, 周薇, 李華兵, 楊愛武, 薛新生, 郭擁軍 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 西南石油大學(xué)