油田化学2012-3.ppt

第二章 油田用高分子 第一节 高分子化合物的定义及特点 高分子化合物的定义及特点 定义： 高分子是指那些分子量从几千到几百万(甚至几千万)的化合物。一般把分子量大于10000以共价健结合的化合物称为高分子化合物，简称高分子(或聚合物)。高分子是天然高分子化合物和合成高分子化合物的总称。目前，把除酶、核酸和蛋白质以外的合成高分子化合物称为高聚物。 高分子化合物的定义及特点 特点： 高分子的分子量比低分子的分子量大得多；高分子的构象比低分子多（所谓构象就是由于C—C单键内旋转而形成的分子空间形象）；高分子还有多分散性。 高分子化合物的定义及特点 常用术语： 单体---组成高分子化合物的简单分子。 链节---组成高分子化合物的基本结构单元。 聚合度---高分子含有单体结构单元的数目称聚合度。若结构单元为一种物质，则链节数就是高分子的聚合度。 分子量---基本链节分子量与链节数的乘积。 第二节 平均分子量和分子量的分布 平均分子量和分子量的分布 一、数均分子量 按分子数目分布的统计平均，用端基分析、冰点降低、沸点升高、渗透压、蒸气压降低测得的为数均分子量，定义为： 此法一般适用于分子量为3×104以下。 平均分子量和分子量的分布 二、重均分子量 按高分子重量的统计平均，定义为： 采用光散射、超速离心沉降平衡法测定的平均分子量为重均分子量 。适用分子量范围为1×104~ 1×106。 平均分子量和分子量的分布 三、Z均分子量 按Z量的统计平均，定义为： 采用超速离心沉降平衡测定法可得重均或Z均分子量 。适用分子量范围为1×103~ 5×106，甚至高达1×107 。 平均分子量和分子量的分布 四、粘均分子量 用高分子溶液粘度测得的平均分子量为粘均分子量 ，定义为： α为高分子在溶剂中与形态有关的常数，一般情况下α=0.5~1.0，常取0.6。 平均分子量和分子量的分布 对同一种高分子，几种平均分子量的关系如下： MzMwMηMn 几种分子量相差越大，说明高分子的分子大小越不整齐； 当α=1时， Mη= Mw；0＜ α＜1时， Mn ＜ Mη ＜ Mw 平均分子量和分子量的分布 例如：有一种高分子，其中分子量为1 ×105的分子1000个和分子量1 ×106的分子500个混合而成，计算该高分子的各种平均分子量。 平均分子量和分子量的分布 平均分子量和分子量的分布 分子量分布宽度： 只用分子量的平均值不足以描述一个多分散的高分子试样，还应知道试样的分子量分布曲线或分子量分布函数，可用分布宽度指数(试样中各个分子量与平均分子量之间的差值平方平均值)表示，此值与两种分子量的比值有关。 平均分子量和分子量的分布 如下图，两种平均分子量相同(如200万)的高分子化合物分子量分布宽度不同，其性质不同。对增粘能力分布窄的就比分布宽的好，对抗剪切能力，分布窄的也比分布宽的好。根据分子量分布范围，我们可选择与地层孔隙大小相适应的分子量大小的高分子，其用于堵水效果好。 平均分子量和分子量的分布 凝胶色谱仪 凝胶色谱技术是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离分析技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果。凝胶色谱法又称分子排阻色谱法。凝胶色谱主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测试。 第三节 高分子的结构和形态 高分子的结构和形态 高分子化合物是由许多链节连接而成的，由于基本结构单元的化学结构不同，基本单元相互间的连接方式不同，单个高分子化合物具有不同的结构形式，有三种结构。 高分子的结构和形态 (1)线型结构 由许多基本结构单元