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1.2水溶性疏水缔合聚丙烯酞胺的研究进展

1.2.1水溶性疏水缔合聚合物的溶液性质[33-39]

水溶性疏水缔合聚合物，也包括水溶性疏水改性聚合物，是指在聚合物的亲水性大分子

链上含有少量疏水基团的水溶性聚合物，疏水基团的摩尔分数一般不超过2%。与HPAM相

比，这类聚合物的分子量不高，但其特有的两亲结构使其溶液特性与一般水溶性聚合物溶液

有很大的区别。在水溶液中，水溶性疏水缔合聚合物的疏水基团相互缔合，带电离子基团的

静电排斥与吸引作用的相互竞争与协同，使聚合物的大分子链产生分子内或分子间的缔合作

用。因此疏水缔合聚合物在溶液中存在一个临界浓度，称为临界缔合浓度(CAC)o

当水溶性疏水聚合物的浓度小于CAC时，链段间的疏水作用主要发生在分子内，分子

链发生卷曲，流体力学体积较低，体系的特性粘度较小;随聚合物浓度增大并高于CAC聚合

物分子链间疏水作用主要以分子间为主，聚合物分子间由于疏水作用缔合形成大的空间网状

结构，即“动态物理交联网络结构”，溶液f}k度显著增大。当溶液中存在电解质时，由于

溶液极性增大而使得疏水基团间的疏水缔合作用显著增强，聚合物表现出明显的抗盐性。当

对溶液进行高剪切作用时，聚合物的疏水基团缔合形成的“交联网络”结构被破坏，溶液勃

度降低;剪切作用消除后，聚合物分子间“交联网络”结构重新形成，粘度重新恢复，与常

规聚合物不可逆降解不同，聚合物分子表现出一定的抗剪切性。此外，由于疏水缔合是熵驱

动的吸热效应，其溶液具有一定的耐温增粘性。与普通聚合物相比显著的耐温、抗盐性及抗

剪切性使得水溶性疏水缔合聚合物在三次采油中能得到广泛的应用。另外水溶性疏水缔合聚

合物在涂料、药物缓释、污水处理以及纳米粒子、生物大分子的制备等方面也有很人的应用

价值。1.2.2水溶性疏水缔合聚合物单体的合成

水溶性疏水缔合聚合物通常是由亲水单体和疏水单体共聚制得的。常用的亲

水单体是丙烯酞胺(AM)及其衍生物，这主要是由于与其他类型单体相比，丙烯

酸胺及其衍生物非常适用于制备相对分子质量较高的水溶性聚合物，而且根据之

前文献，在水溶液中制备浓度小于1}(摩尔比)的水溶性疏水缔合物时，丙烯

酞胺是最成功的。疏水单体有阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型[[40,41]

而阳离子型(大多为季钱型)疏水单体应用最为广泛。下面我们举例进行介绍。

(1)亲水单体2一甲基一2一丙烯酞胺基一1一丙磺酸(AMPS)的合成(38,42]0

AMPS是丙烯酞胺的衍生物，是常用的水溶性疏水缔合聚合物的亲水单体，

因其分子中的磺酸基团是强酸性基团，故水溶性强，能改善对盐的敏感性，是比

较常用的水溶性疏水缔合聚合物的亲水单体。合成AMPS的反应方程式如下:

罕H3

}___}仇

H2C=C-CH3+HpC=CH-CN一

了HZ-SO’一丫

H3C-了一N=C-CH=CHZ—AMPS

CH3

(2)季钱盐型阳离子疏水单体的合成1431

季铰盐型活性单体是很常用的一类阳离子型疏水单体，在这里以嗅化二甲基

十二烷基(2一丙烯酞胺基乙基)钱(DAMAB)为例介绍其合成，DAMAB的熔点为

70.5}-720C。合成DAMAB的反应方程式如下:

PCI3

H,C=CH-C-OH

一-一一，卜H,C=CH-C-CI

CC

H

C

H

C

H

一

O““川“C

一

H

C

一

C

H

.CHs

H,NCH,CH,N了

一一日3

CH3(CH=)}}CH}Br

OCH3III

II!O

HZC=CH-C一NHCHzCH}N-CHZ(CHz)}oCH3Br

}

(J)非离子型疏水单体的合成

非离子型疏水单体包括N一烷基丙烯酞Il=s}.(甲基)丙烯酸!!4、苯乙烯、苯乙烯衍生物以及

含氟碳链疏水单体，其中N一烷基丙烯酞胺由于其制备方法简单，

所得聚合物溶解度较高等优点而最为常用，但其结构中与疏水基团相连的酞胺基

在较高温度(80℃左右)下易发生水解，从而破坏了体系的空间网状结构，溶液

薪度随温