水溶性高聚物聚丙烯酰胺（P AM )和部分水解聚丙烯酰胺（PHP )的水溶液是一种假 塑性流体，其粘度值随剪切速率（丨）变化。Shamki等采用四球粘度计研究了 PAM水 溶液的变化规律[11.本工作根据同一原理设计了五球粘度计，使剪切速率的范围扩大为166.5(1) — 1020 (1 ),除对PAM还对PHP进行了研究，把水改为实用性更强ss的1€20 - NaN03, H20 —NaCl和H20 — NaN03-乙醇胺溶剂体系。结果表明，相对 粘度特性粘数h]和i的关系，其基本规律与Shamki的纯水体系相近，^、h] 随y’的增大而降低，当纟增大到某一值后，h]趋于定值。这一结果为粘度法准确测定 PAM和PHP的h]和分子量及粘度计的选择提供了依据。本工作对油田开发等领域， 如PAM, PHP水溶液在多孔介质中的流动行为的研究有一定的意义。

　　

　　1.试剂和仪器PAM试样1.为364万；PHP试样2,冗为300万水解度分别为2 - 1，3.9 %, 2-2, 18.6%和2-3, 24.1 %,该PHP试样由同一 PAM,经温和水解制得，可认 为其真实分子量相同。NaN03, AR; NaCUAR;乙醇胺，CP.

　　

　　128"/vnpghd*y =4vntR?

　　

　　(2)

　　

　　五球粘度计，见图1.毛细管直径为〇。59mm，长度为26 cm,通过计算和测定，由 公式（1)、（2)求出各球对于纯水的流经时间，剪切速率纟等参数，如表1所示。

　　

　　式中各项分别表示纯水粘度、密度，毛细管长度、直径、半径，小球体积，高度及重力加速度。

　　

　　Tab.l Parameters of the Five Balls ViscometerNo.l2345K(ml)4.83.52.51.50.75H (cm)14.79.26.74.42.4t (s)233.4272.0266.8243.8223.4i 0/ s)1020.1638.2464.8305.2166.5* 1993年3月11日收到244Fig.l Five balls viscometerFig.2 Relationship of In"r and y. for H20 一 INNaCI PAM solution2.实验步骤采用国家标准GB12005.1 _ 89《聚丙烯酰胺特性粘数的测定方法分别测定对应 于每个球的PAM, PHP溶液不同浓度下的流经时间~及溶剂流经时间测定时取待测液20ml，稀释时依次加人溶剂丨〇、10、20、20ml,使用两只秒表连续测定•完成一次测定，可以得到对应于每个球的五组数据，分别计算其 ,用外推法求出对应于各球的h].

　　

　　f的确定：将（2)式具体化为（3)式，代人相应小球的体积K(ml)和不同浓度下的流经时间f(s),算得各自的y_值。

　　

　　•4Vv1=; = 4.96 x 1〇4 丄（s-i)(3)

　　

　　3.14 x(+ x 0.59 x 1〇_ 丨)、13.结果与讨论以PAM试样1的H20 -IN NaCI溶液用五球粘度计进行稀释法测定，根据所测得 的流经时间计算各球的剪切速率y_和ln^，以为横坐标，以ln^为纵坐标作图，得图2.

　　

　　由图2可见，Ini随7的_增大缓慢下降，并逐渐趋于定值。以各球的4和-^ (c'CC为相对浓度）为纵坐标，以C '为横坐标作图，得图3.由图3求得对应于各球的五个特性 粘数[W，以h]为纵坐标，以各球不同浓度下的剪切速率的平均值丨为横坐标作图， 得图4.

　　

　　水解度不同的PHP试样2—1，2 — 2, 2 — 3, 得图5.

　　

　　取真实分子量相同（忽略侧基的影响）、 采用上述方法进行相同的测定和数据处理，由图4可见，[»;]随y的增大而减小，当y在700附近时，h]趋于8.以上结果表明， PAM的H20 - IN NaCl溶液为一典型的假塑性流体，在低剪切速率区+增大粘度下 降，逐渐发生流动取向，丨值在700左右已完成流动取向，之后进入第二牛顿流动区， 粘度已不随纟变化。

　　

　　由图5可见，不同水解度的PHP的H20- IN NaCl溶液的规律和PAM相同，也呈 现假塑性流动行为，当纟在700以后曲线变得平直，得到各自的由其水解度决定的h] 值。图5中的三个样品2-1、2-2、2-3是用同一个真实分子量为300万h]为7.02的PAM母体经水解制得的不同水解度的产物，在第二牛顿区其h]值分别为9,12和12.8. 由图5还可看到，水解度不同的样品，h]下降的幅度不同，由球5到球1、2-1由 10.1降至9,2-2由13.3降至12,2_3由15降至12.8.在本工作范围内，水解度越高， 粘度值下降越大。在聚合物三次采油中，PHP水溶液在多孔砂岩的流动中剪切速率很 低，使用水解度25 %左右的PHP会造成比用粘度法测定的h]更高的粘度，这对驱 油是非常有利的。

　　

　　以上结果也说明，在用粘度法测定PAM和PHP的[rj]和分子量时，其剪切速率 必须要落在第二牛顿流动区内，使用流经时间过长，丨值太低的粘度计会造成[卩]过高 的假象，而且结果不易重复。我们在制定PAM的[/?]测定方法的国标时，选用了流经 时间为100 —130s,小球体积为4ml,毛细管直径为0.55—0.56mm的标准粘度计， 在PAM和PHP溶液的实测中，一方面可以不必进行动能校正，又能使};值在1000左 右，落在了第二牛顿流动区内。

　　

　　用H20 - IN NaCl和H20 - IN NaN03体系对同一 PAM和PHP样品进行测定， 其结果基本相同，由Rice公式：["卜["]〇〇+ ——T-(4)

　　

　　可以看到，h]仅与外加盐浓度有关[31,即主要取决于离子强度，所以两体系差别不大。 在原有体系中加入0.1 %的乙醇胺后进行测定，结果如图6所示。

　　

　　少量乙醇胺的加入可以抑制硅胶等无机物表面对PAM和PHP的吸附14i.图6指 出，乙醇胺的存在使在低y‘区升高很大，这可能是由于乙醇胺可以和PAM形成较 弱的氢键交联，在低〖区，呈现出较大的h]，随7_增大，这种氢键交联破坏，而使["] 值趋于定值。当丨值在150左右时，["]由8.0升高至10.3,这对于聚合物驱油是非常有 利的，这些工作正在进行中。