物的合成及表征疏水接枝共聚物的合成及表征合成原理及方法图示合成的化学反应方程式疏水接枝共聚物的合成原理见图示。准确称取定量的丙烯酰胺疏水单体丙烯酰酸和表面活性单体溶于定量的去离子水中，用的氢氧化钠溶液调节使以保证其完全碱化呈离子状态，然后转移至三口烧瓶中，通入并不断搅拌使疏水单体溶解准确称取定量的甲酸钠占总单体质量和脲占总单体质量加入以上反应液中，加入适量的去离子水使溶液总体积达到设定值，然后将三口烧瓶置于恒温水浴槽中，保持定的温度，通入并搅拌使溶液变澄清。准确称取定量的过硫酸钾和亚硫酸氢钠分别溶于去离子水中，疏水单体溶解后约用注射器将氧化剂溶液注入，后再注入还原剂溶液，通入不断搅拌，当混合物变黏稠时约，停止搅拌将烧瓶封口放置小时，得透明胶状体，取出剪成小块，放在过量的丙酮中浸泡小时，得白色固体，置于烘箱中干燥粉碎得粉末，即为粗产品，再溶于去离子水中，用丙酮沉淀提纯三次，经真空干燥造粒即得疏水接枝聚合物产品。聚合物的红外表征将提纯好的，聚合物用溴化钾压片法制备待测样品，用美国公司型红外光谱仪表征共聚物的分子结构，分辨率，扫描次数，其光谱图如图所示。图的红外光谱图图是疏水接枝共聚物的红外光谱见图，由图可见，酰胺键上吸收峰出现在处，酰胺键的特征吸收峰出现在附近为碳氢伸缩振动峰，为碳氢伸缩振动峰，为的不对称弯曲振动峰，是苯环伸缩振动吸收峰，为苯环骨架伸缩振动吸收，为苯环面外弯曲振动吸收，和处为磺酸根的特征吸收峰。测试表明，所合成产物为目标聚合物。疏水接枝共聚物的合成及表征合成原理及方法图示合成的化学反应方程式疏水接共聚物的反应原理见图示。准确称取定量的丙烯酰胺疏水单体丙烯酰酸和表面活性单体溶于定量的去离子水中。用的氢氧化钠溶液调节使以保证其完全碱化呈离子状态，然后转移至三口烧瓶中，通入并不断搅拌使疏水单体溶解准确称取定量的甲酸钠占总单体质量和脲占总单体质量加入以上反应液中，加入适量的去离子水使溶液总体积达到设定值，然后将三口烧瓶置于恒温水浴槽中，保持定的温度，通入并搅拌使溶液变澄清。准确称取定量的过硫酸钾和亚硫酸氢钠分别溶于去离子水中，疏水单体溶解后约用注射器将氧化剂溶液注入，后再注入还原剂溶液，通入不断搅拌，当混合物变黏稠时约，停止搅拌将烧瓶封口放置小时，得透明胶状体，取出剪成小块，放在过量的丙酮中浸泡小时，得白色固体，置于烘箱中干燥粉碎得粉末，即为粗产品，再溶于去离子水中，用丙酮沉淀提纯三次，经真空干燥造粒即得疏水接枝聚合物产品。聚合物的红外表征将提纯好的，聚合物用溴化钾压片法制备待测样品，用美国公司型红外光谱仪表征共聚物的分子结构，分辨率，扫描次数，其光谱图如图所示。图的红外光谱图图是疏水接枝共聚物的红外光谱见图。由图可见，酰胺键上吸收峰出现在处，酰胺键的特征吸收峰出现在附近为碳氢伸缩振动峰，为碳氢伸缩振动峰，为的不对称弯曲振动峰，是苯环伸缩振动吸收峰，为苯环骨架伸缩振动吸收，为苯环面外弯曲振动吸收，处为伸缩振动吸收峰。测试表明，所合成产物为目标聚合物。合成条件的探讨按照所述方法对聚合条件进行优化，并通过评价聚合物的表观黏度以及相对分子质量来确定聚合反应的最佳投料比和最佳反应条件。其外部反应条件与制备及的条件基本相似引发剂为氧化还原体系，用量为以占单体总质量的比例计，引发温度为各种添加剂的最佳用量分别为，，尿素，不再另加表面活性剂。首先固定的用量为，然后再用乌氏黏度计测定不同投料比例所得聚合物溶液的特性黏数，通过公式或来计算共聚物相对分子质量，并以此确定最佳的单体投料比例。测定结果如下表所示表系列产品的相对分子质量样品号特性黏数相对分子质量表系列产品的相对分子质量样品号特性黏数相对分子质量由表和可以看出，对于而言，当摩尔时，疏水接枝共聚物具有较大的相对分子质量当的含量增加时，相对分子质量下降，这可能是因为支链所带负电荷的排斥作用变大，致使较少的单体接枝到主链上，因此相对分子质量降低。对于而言，当摩尔比时，接枝聚合物具有较高的相对分子质量，这可能是应为是非离子单体，支链之间不存在静电排斥作用的缘故，因此可以接枝较多的单体。以下所有的性质实验，除特加以说明外，所用的聚合物样品均是指摩尔比和摩尔比两种。低张力疏水接枝共聚物溶液性质的研究聚合物溶液表面活性的研究用可聚合单体疏水单体与接枝共聚得到的聚合物分子具有两亲性，疏水基为避免与水分子接触而倾向于逃逸水相，而亲水基则倾向于与水分子结合，从而表现出表面活性。溶液表面活性大小是以降低表面张力的程度来衡量的，聚合物由于其相对分子质量大，分子链之间易发生缠结，很难被吸附到表面上，不像小分子表面活性剂那样能很好地吸附于表面，能大幅度降低便面张力。聚合物能降低表面张力的性质对于聚合物驱油具有重要的意义，可以使聚合物同时具备表面活性剂的作用，在增减水相黏度提高波及系数的同时，还可以降低油水界面张力提高洗油效率，并且还可以改善表面性质，起到乳化起泡和增溶作用。本节通过对所合成的两种疏水接枝共聚物水溶液表面张力的测定，探讨两亲聚合物降低表面张力的机理及影响因素。实验方法用去离子水配制不同浓度的聚合物水溶液和氯化钠溶液待测试样，用表面张力仪吊环法测定各聚合物溶液在室温下的表面张力，取三次实验结果的平均值。结果与讨论聚合物浓度对表面活性的影响，图聚合物和浓度对溶液表面张力的影响，用表面张力仪测定两种类型的聚合物溶液在室温下的表面张力，由图可以看出，所合成的两种聚合物与普通相比均具有较好的表面活性。随着少量聚合物浓度加入，溶液的表面张力即明显发生下降，随着聚合物浓度的加大，表面张力迅速减小，但是当聚合物浓度达到定值时，如，再提高浓度，表面张力不再降低，曲线出现拐点。同时还可以看出的表面活性大于。由图可见，普通的表面活性基本不随聚合物浓度变化而改变，即不具有表面活性当聚合物主链引入表面活性基团以后，水溶液的表面张力有了明显的降低，说明了所合成的聚合物均具有表面活性。随着聚合物浓度的增大，表面张力逐渐下降，随后趋缓，表面张力达到最低后，聚合物浓度进步增大则使表面张力略有上。还可以看出，含有链的聚合物的表面活性强于含磺酸基的聚合物。侧链上同时含有亲水基团和疏水基团的接枝聚合物溶于水时，疏水链由于其憎水性而具有逃离水相的趋势以减少与水分子的接触，因此，会有两种情况发生，是聚合物分子从溶液内部向溶液表面转移，分子的疏水基朝向气相，亲水基插入水相，形成定向排列的吸附层，即发生溶液表面的吸附作用，导致表面张力降低其二是在溶液内部形成以亲水基为外层，疏水基为内核的聚集体，也可以减少疏水基团与水分子的接触，从而形成胶束不能使表面张力降低。随着聚合物浓度的增加，其表面活性链的含量也增加，溶液的表面张力降低当聚合物浓度大于临界缔合浓度时，分子间缔合开始占主导地位，溶液中开始形成超分子网络结构聚集体，部分表面活性基团被包裹在网络结构内部，而不能起到降低表面张力的作用，随着聚合物浓度的进步降低，更多的表面活性基团被包裹在超分子网络结构里，因此，降低表面张力的能力进步减弱，表面活性下降。值得注意的是，与小分子表面活性剂相比，聚合物降低表面张力的能力十分有限，这主要是由结构的不同引起的。聚合物分子般体积较大，在向表面移动时受到的阻力较大，当聚合物吸附在表面上时，由于其庞大的体积阻止了其它聚合物分子的进步吸附，因此被吸附在表面上的分子数目不多同时，在水溶液中聚合极性亲水基团与水分子通过氢键发生强烈的水化作用，非极性的疏水基团通过范德华力相互缔合在起而形成胶束，可以形成分子内胶束或分子间胶束，使聚合物分子稳定存在于溶液中，溶液的表面张力不再继续下降，此时的浓度就是临界胶束浓度。二浓度对聚合物溶液表面张力的影响图是的和两种聚合物水溶液的表面张力随浓度的影响曲线。，图浓度对的和溶液表面张力的影响由图可见，的加入对两种聚合物溶液的表面张力的影响不相同。对于而言，随着浓度的增加，聚合物溶液的表面张力明显下降，然后下降趋缓。这是因为聚合物是阴离子型，当加入时，溶液中反离子增多，更多的表面活性单体的负离子与其结合，削弱了负离子之间的静电排斥作用，起到压缩双电层的作用，同时，溶液的极性增强，疏水缔合作用增强，疏水基团在表面上的排列更加紧密，吸附量增加，导致表面张力降低，而中含有链，表面活性基团是非离子型，因此受到的影响不明显。聚合物溶液流变性的研究引入具有表面活性基团会对聚合物溶液的性质产生很大的影响，例如带有磺酸基的表面活性基团不仅能使聚合物表面张力降低，同时，由于磺酸基的负电性也使聚合物分子除了疏水作用以外还存在静电作用而表现出聚电解质的性质，因此，溶液也表现出与普通疏水缔合聚合物不同的流变特性。增黏性能准确称取合成的两种聚合物用去离子水配制成所需各种浓度的聚合物溶液，利用型黏度计对不同浓度的聚合物溶液的表观黏度进行测量，考察聚合物浓度对溶液表观黏度的影响，转速为，测试温度，图聚合物浓度对和溶液表观黏度的影响由图可见，聚合物溶液的表观黏度随着浓度的增加呈上升趋势，且在低浓度时上升幅度较小，这是因为此时溶液中以分子内缔合为主，大分子链间的缠结较少所引起的，当浓度继续增加，曲线出现转折点，随后表观黏度迅速上升，表现出与普通疏水缔合聚合物相似的增黏特性，转折点时的浓度就是临界缔合浓度，如对于而言，。聚合物浓度高于临界缔合浓度时，不同分子的疏水链通过疏水缔合作用相互缠结在起形成可逆的超分子物理交联网络结构，大分子流体力学体积增大，因此溶液黏度迅速上升。同时还可以看出，聚合物的黏度曲线的转折点不是很明显，这可能与其较小的相对分子质