[发明专利]一种含氟超支化多臂聚丙烯酰胺类聚合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氟超支化多臂聚丙烯酰胺类聚合物的制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

聚合物驱提高采收率技术是油田可持续发展的重要措施之一。北海CAPtain油田、印度Sanand油田及委内瑞拉、俄罗斯、美国、等均成功开展了聚合物驱油，国内大庆、胜利、河南、渤海油田等亦进行了大规模应用，目前已经取得了显著的控水增油效果。聚合物驱油体系是聚合物驱油技术的核心及基础，目前应用最为广泛的为部分水解聚丙烯酰胺类聚合物。随着油田开发的深入，聚合物驱油技术应用的油藏环境也由条件较好的一类油藏，逐渐向二、三类油藏转变，因此聚丙烯酰胺类聚合物也逐步面临抗盐、抗剪切、抗氧化及抗热降解等性能无法满足需求的问题。

在部分水解聚丙烯酰胺的基础上，通过改进分子结构或引入功能链段，可得到诸多改性产品，如两性离子聚合物、耐温抗盐单体改性聚合物、疏水缔合聚合物、梳型聚合物、星型聚合物及聚合物复合物等，其在耐温耐盐性能上都有了很大程度的提高。但是，由于大多的改性产品，其主体结构依然为聚丙烯酰胺的直链结构，在高剪切条件下，结构不稳定容易被破坏，致使粘度急剧下降，最终影响聚驱效果。改进聚合物的直链结构，是提高聚合物抗剪切性能的重要途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种含氟超支化多臂聚丙烯酰胺类聚合物的制备方法，本发明方法制备的含氟超支化多臂聚丙烯酰胺类聚合物具有较强的抗剪切性能和抗盐性能。

本发明提供的氟超支化多臂聚丙烯酰胺类聚合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)在惰性气氛下，端基含羟基的超支化聚缩水甘油醚与氧化还原引发剂进行反应，得到反应液1；

(2)向所述反应液1中依次缓慢加入丙烯酰胺单体、丙烯酸钠单体、含氟疏水单体、两性离子胆碱类功能单体进行接枝共聚反应，即得所述聚合物；

所述含氟超支化多臂聚丙烯酰胺类聚合物的结构式如式Ⅰ所示：

其中，核A为所述端基含羟基的超支化聚缩水甘油醚；

臂B为由丙烯酰胺、丙烯酸钠、含氟疏水单体和两性离子胆碱类功能单体形成的共聚物；

所述共聚物中，聚丙烯酰胺链段、聚丙烯酸钠链段、聚含氟疏水链段和聚两性离子胆碱功能链段依次连接，且所述聚丙烯酰胺链段的另一端接枝到所述核A上。

上述的制备方法中，所述含氟超支化多臂聚丙烯酰胺类聚合物的粘均分子量为300万～800万，如800万；

所述核A、所述聚丙烯酰胺链段、所述聚丙烯酸钠链段、所述聚含氟疏水链段和所述聚两性离子胆碱功能链段的质量比可为1：200～300：50～70：10～15：10～15，具体可为1：270：60～63：12～13：10～12、1：270：60：13：10或1：270：63：12：12。

所述含氟疏水单体可为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯和甲基丙烯酸三氟乙酯中至少一种；

所述两性离子胆碱类功能单体可为式Ⅱ所示甲基丙烯酰基磷酸胆碱或式Ⅲ所示甲基丙烯酰基羧酸胆碱：

式Ⅲ中，n为1～3之间的数。

上述的制备方法中，上述的制备方法中，所述端基含羟基的超支化聚缩水甘油醚的分子式为(C₃H₈O₃)_m，其中m为7～12之间的整数，如m为9；

所述端基含羟基的超支化聚缩水甘油醚的支化率可为0.5～0.6，具体可为0.6。

上述的制备方法中，所述端基含羟基的超支化聚缩水甘油醚按照下述方法制备：

缩水甘油在共引发体系的条件下进行开环聚合反应即得；

所述共引发体系为1,1,1-三羟甲基丙烷与甲醇钾的混合物。

上述的制备方法中，所述1,1,1-三羟甲基丙烷、所述甲醇钾与所述缩水甘油的质量比可为1：0.11～0.13：130～170，具体可为1：0.12：169；

所述开环聚合反应的温度可为90～100℃，时间可为10～15小时，如在95℃的条件下反应15小时。

上述的制备方法中，步骤(1)中，所述氧化还原引发剂可选自下述至少一种：硝酸铈铵、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠和双氧水；

所述氧化还原引发剂以其水溶液的形式参与反应，所述水溶液中，所述氧化还原引发剂的质量百分比浓度可为0.5％～2％，具体可为0.5％；