[发明专利]一种聚丙烯酰胺表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子表面活性剂，特别是涉及一种阴离子-非离子复合型聚丙烯酰胺表面活性剂及其制备方法。

背景技术

高分子表面活性剂通常是指相对分子质量在数千以上、具有显著表面活性的物质。高分子表面活性剂的应用已有很长的历史，按来源分类可分为天然高分子表面活性剂和合成高分子表面活性剂。

一些天然高分子一直作为表面活性剂使用，但是天然高分子表面活性剂降低表面张力的能力有限，而且具有生物降解性，因而此类高分子表面活性剂难以应用在一些对表面活性和稳定性要求较高的工业领域，如三次采油、水处理及涂料和造纸行业。

合成高分子表面活性剂是由亲水性单体均聚或与憎水性单体共聚，或通过将一些普通高分子化学改性制得的。

非离子型高分子表面活性剂，如聚氧乙烯-氧化丙烯的嵌段共聚物、烷基酚聚氧乙烯醚及其衍生物等，其表面活性较好，表面张力通常在45～30mN/m，但其水溶液的增稠能力有限，且分子量相对较低，一般在10⁴以下。而较高分子量的高分子表面活性剂，如聚乙烯醇、羟丙基纤维素、丙烯酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺等，虽具有良好的分散、絮凝、乳化稳定、稳泡、保护胶体及增溶增粘能力，成膜性和粘附性也优良，但其降低表界面张力的能力较差，起泡能力和渗透能力较弱。

聚丙烯酰胺是应用非常广泛的一类水溶性高分子，因其廉价易得，增稠效果好等优点而具有“百业助剂”之称。为了获得较好的降低表界面张力能力和高稳定性能的高分子表面活性剂，许多科研工作者进行了不断的探索和研究。

为了改善聚丙烯酰胺的增稠能力，U.S.P 4,463,151将壬烷基酚聚氧乙烯醚(n＝10～40)丙烯酸酯单体与丙烯酰胺共聚，获得具有良好增稠作用的疏水缔合型二元共聚物，但由于疏水基团之间的缔合作用导致其团聚成胶束，其降低界面张力有限。

CN1178802A合成了以丙烯酰胺、表面活性单体和离子型单体三组分共聚的高分子表面活性剂，此类高分子表面活性剂为非离子型，具有较高的分子量以及具有较好的降低表/界面张力的能力。

大量实验研究发现，通过对阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的复配可以起到耐盐耐高温的效果，但是复配的表面活性剂在地层运移过程中易发生严重的“色谱分离”现象，导致复配失效。为避免发生“色谱分离”，可以将非离子基团和阴离子基团同时设计在一个表面活性剂分子结构中，进而得到优势互补、性能优良的阴离子-非离子复合表面活性剂。为了提高抗盐性能，可在阴离子表面活性剂分子中引入非离子聚氧烷基，或引入阳离子型亲水基，或引入同种的或异种的另一个或多个阴离子亲水基。此类表面活性剂结合了阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂两者的优点，可以获得较优异的表面活性能力的同时，具有良好的耐温、耐盐以及抗生物降解等诸多性能。近年来，阴离子-非离子复合表面活性剂在小分子领域研究较多，而在高分子中引入阴离子-非离子复合表面活性单体还有待研究。

发明内容

为了克服现有小分子表面活性剂的低粘度、不耐温耐盐的缺点，和高分子表面活性剂表面活性低的不足，本发明提供一种聚丙烯酰胺表面活性剂及其制备方法。

本发明的聚丙烯酰胺表面活性剂是这样实现的：

一种聚丙烯酰胺表面活性剂，所述聚丙烯酰胺表面活性剂是如通式1表示的聚合物，

[通式1]

式中：R₁是H、CH₃或C₂H₅，R₂是H、CH₃或C₂H₅，R₃是碳链长度6～8的饱和烷基；n为1～20；x为30～80；y为20～70；M为Li⁺、Na⁺、K⁺或NH₄⁺。