[发明专利]一种改性壳聚糖/氮氧支化单体功能化聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种改性壳聚糖/氮氧支化单体功能化聚合物及其制备方法和应用，属于聚合物驱油领域。一种改性壳聚糖/氮氧支化单体功能化聚合物的制备方法，包括下列步骤：S1.制备氮氧支化功能单体；S2.改性壳聚糖制备；S3.改性壳聚糖/氮氧支化功能单体接枝物的制备；S4.改性壳聚糖/氮氧支化单体功能化聚合物的制备。本发明提供的一种改性壳聚糖/氮氧支化单体功能化聚合物，这种聚合物具有多分支、粘度损失较低、抗剪切性能较好和很好的生物降解性；同时作为污水絮凝剂，具有良好的絮凝效应。

技术领域

本发明属于聚合物驱油领域，具体涉及一种改性壳聚糖/氮氧支化单体功能化聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

目前，石油仍是人类日常生活中不可或缺的主要能源。大部分油气田通过一次及二次采油的注水或注气手段进行驱油后，油田中仍残留着约50％的石油未被采收出来。经过科研人员们不断的探索研究，人们发现聚合物驱技术在宏观上可降低水油流速比，改善波及系数并且排驱前缘平缓稳定，在微观上的粘弹性，可使洗油效率提高。聚合物驱显著的提高了采收率，在三次驱油技术中独占鳌头。众所周知，聚合物驱是一项技术简明、成熟稳定提高采收率的技术。常用的聚合物有以下几种，聚丙烯酰胺(PAM)，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，交联聚合物，改性聚合物，它们基本都是以线性结构为基础的线性聚合物。

然而，在实际驱油应用中，线性聚合物在配置、输送以及注入等过程很容易受到一系列的剪切作用，最明显、最直观的影响就是聚合物的粘度损失达到 50-70％。聚合物线性结构导致的支链越少，剪切降解问题的影响越大，甚至会对采油效率产生不小的影响。与此同时，聚合物的生物降解性较差也是长期困扰人们的问题，大部分聚合物的生物降解性较差，在后续处理中不易降解、絮凝困难。虽然用其它的化学试剂也能到达类似处理效果，但是成本偏高，同时也不易处理。

因此，本发明立足线性聚合物抗剪切性能较差，粘度损失较高且生物降解性能较弱等突出问题，设计合成出一种具有较多分支结构、抗剪切性能较好、粘度损失较低且生物降解性能较好的聚合物。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种改性壳聚糖/氮氧支化单体功能化聚合物，这种聚合物具有多分支、粘度损失较低、抗剪切性能较好且生物降解性能较好的特点。

本发明的另一个目的是提供一种改性壳聚糖/氮氧支化单体功能化聚合物的制备方法。

本发明的再一个目的是提供所述聚合物的应用。

本发明采用的技术方案为：

一种改性壳聚糖/氮氧支化单体功能化聚合物的制备方法，包括下列步骤：

S1.氮氧支化功能单体：在氮气气氛下，用恒压漏斗将氮氧支化单体溶液缓慢滴加于不断搅拌的顺丁烯二酸酐溶液，待滴加完毕后，升温至70～80℃回流反应6～9h，再用三氯甲烷反复沉淀、抽滤，即得氮氧支化功能单体；

S2.改性壳聚糖制备：在氮气气氛下，将质子化壳聚糖加入到甲醇中搅拌 1～2h，随后将溶有丙烯酸甲酯的甲醇用恒压漏斗缓慢加入其中；搅拌下，将体系置于25℃水浴反应3天后进行7天透析、冷冻干燥，即得改性壳聚糖；

S3.改性壳聚糖/氮氧支化功能单体接枝物的制备：在氮气气氛下，将步骤 S1氮氧支化功能单体溶液置于恒压漏斗中，随后滴入马来酸酐溶液中，再边搅拌边向其中滴加S2所述改性壳聚糖，再进行70～80℃水浴反应8～10h，再用三氯甲烷反复沉淀、抽滤，即得改性壳聚糖/氮氧支化功能单体接枝物；

S4.改性壳聚糖/氮氧支化单体功能化聚合物的制备：将改性壳聚糖/氮氧支化功能单体接枝物溶于丙烯酸水溶液，待完全溶解，向其中加入丙烯酰胺，摇匀，用氢氧化钠调节pH为中性，随后边搅拌边依次加入还原引发剂、氧化引发剂，待体系变粘后，停止搅拌，水浴反应6h后，冷至室温，经无水乙醇洗涤三次后烘干，即得聚合物。

具体地，氮氧支化单体的制备方法为：