目前，在三次采油驱油聚合物中多使用线型聚体含量的不同可表现为大分子链的分子内和分子丙烯酰胺(LPAM)，但由于LPAM相对分子质量较 大，在聚合物驱油过程中常发生机械剪切降解[1]， 黏度的损失率总计可达70%左右，故其应用受 到一定的限制。疏水缔合水溶液聚合物分子结构 上具有少量疏水基团，在水溶液中疏水基团由于憎 水作用而发生聚集，随溶液浓度和聚合物中疏水单间缔合，形成空间网络结构[4]，使聚合物溶液具有 显著的增黏性、耐温性、耐盐性和抗剪切稳定 性[5~7];但同时由于疏水缔合聚合物分子间存在较 强的缔合作用，聚合物分子链过于扩张，导致在现 场应用时它的注人性存在一定问题。目前对于星 型结构的疏水缔合聚合物的研究较少，但对于星型 聚合物分子而言其分子内作用力强，分子构象相对 收缩[8~，因此理论上能有效地改善疏水缔合聚合 物的注人性。
本课题组[1°’〜前期曾以十八烷基二甲基烯丙 基氯化铵(ODAC )为疏水单体，采用光引发自由基聚 合法合成了星型疏水缔合聚丙烯酰胺(SHMPAM)， 通过与线型疏水缔合（AP - P4)聚合物进行对比， 发现SHMPAM溶液与AP - P4聚合物溶液的抗温 性和抗盐性相似。
本工作在前期工作的基础上，以叔胺化星型聚 酰胺基为核、ODAC为疏水单体，通过光引发自由 基聚合法合成了一系列不同ODAC含量的 SHMPAM;考察了 ODAC含量对SHMPAM溶液的 抗温性、抗盐性、过滤性、吸附性和抗剪切性能的 影响。
1实验部分
1.1SHMPAM的合成
按文献[11]报道的方法合成SHMPAM。先将 丙烯酰胺溶解在一定量的去离子水中，配成质量分 数为30%的丙烯酰胺溶液，将溶液倒入反应槽中， 加人ODAC和引发剂（实验室自制），通氮除氧 30 min后将反应槽密封放置在500 W高压汞灯的 上方，在40 t下反应50 min后得到星型聚丙烯酰 胺的粗产物，将粗产物剪碎，用无水乙醇沉淀，干燥 得到目标产物SHMPAM。调节丙烯酰胺与ODAC 的摩尔比,即可得到不同ODAC含量的SHMPAM。
按文献[10]报道的方法配制模拟地层水 SHMPAM 溶液。
1.2实验方法 1.2.1特性黏数的测定
采用稀释法测定SHMPAM溶液的特性黏数， 溶剂为1 mol/L的NaCl水溶液，SHMPAM初始质 量浓度为0.06 g/dL,测定温度（30 ±0. l)t，经 Huggins方程拟合后求出特性黏数。
1.2.2表观黏度的测定
采用Brookfield公司DV - D型旋转粘度计，在 〇#转子、剪切速率7.34 s _1下测定SHMPAM溶液的
表观黏度。
1.2.3过滤因子的测定
用模拟地层水配制质量浓度为5 000 mg/L的 SHMPAM母液后再稀释至1 000 mg/L，取600 mL 稀释后的SHMPAM溶液在氮气压力0.125 MPa下 通过不锈钢过滤装置，过滤膜的孔径为1.2 pin，记 录通过 50,100，150，200，250，300，350，400,450， 500,550 mL SHMPAM溶液所需的时间（〇。过滤 因子（FR^o)用式（1)计算。
吸附性实验
当SHMPAM溶液与石英砂颗粒充分接触并达 到吸附平衡后，采用淀粉-碘化镉法[12]测定吸附后 SHMPAM溶液的浓度，利用物质平衡方程（见式
(2))计算SHMPAM的吸附量。
r = (p〇 -p)V/m(2)
式中，T表示吸附量，pg/g(即每克石英砂颗粒吸附 SHMPAM的微克数）;p。表示SHMPAM溶液的初 始质量浓度，mg/L;P表示吸附平衡后SHMPAM溶 液的质量浓度，mg/L; V表示SHMPAM溶液体积， mL;w表示石英砂颗粒的质量,g。
1.2.5抗机械剪切性能实验
用Waring公司7009G/7009L型搅拌机，在 3 500 r/min下剪切SHMPAM溶液20 s，测定 SHMPAM溶液剪切前后的表观黏度。
2结果与讨论
2.1ODAC含量对特性黏数的影响
ODAC含量对SHMPAM溶液特性黏数的影响 见表1。由表1可见,ODAC的摩尔分数从0.40% 增至0.60%时，特性黏数逐渐下降,这可能是由于 SHMPAM分子内缔合作用逐渐增强，分子链蜷曲所 致[l3];SHMPAM -1.00试样的特性黏数最小，这可 能是由于该试样的相对分子质量较小和较强的分 子内缔合所致。
2.2SHMPAM溶液浓度对其表观黏度的影响 SHMPAM溶液浓度对其表观黏度的影响见图
1。由图1可见,SHMPAM与LPAM—样存在明显 的临界缔合浓度（CAC),ODAC含量越高，疏水基 团分子间缔合形成的空间网络结构越多，宏观上表 现为表观黏度迅速增加；当ODAC含量较低时，分 子间缔合的几率减小，故其表观黏度变化不 大ODAC含量越髙，聚合物的水体动力学体 积越大，临界缔合浓度越低。从图1还可看出， SHMPAM - 0• 60 试样的 CAC 值约为 800 mg/L， SHMPAM -0• 30 试样的 CAC 值约为 1 600 mg/L。
过滤性能
不同ODAC含量的SHMPAM溶液的过滤曲线 见图4,过滤因子见表2。由图4可知，不同ODAC 含量的S_AM溶液的累积流量与累计时间的关 系均接近于直线，过滤因子均接近于1.0,说明它们 均具有良好的通过微孔的过滤性。这可能是由于 星型聚合物分子内相互作用强，在溶液中的构象接 近球状更易通过微孔所致Ul]。
吸附性能
不同ODAC含量的SHMPAM溶液的吸附曲线 见图5。由图5可见，石英砂对不同ODAC含量的 SHMPAM溶液的吸附规律基本符合Langmuir等温 吸附规律,SHMPAM - 0. 35 和 SHMPAM - 0. 50 试 样的吸附量均在SHMPAM溶液浓度接近 2 000 mg/L时达到稳定，最大吸附量分别为272.4,
278.0jiLg/g，两者的吸附量相差不大。这可能是由 于星型聚合物大分子在盐水溶液中的构象呈球状， 聚合物分子在石英砂表面形成单分子层后,单分子 层的厚度较大，导致聚合物分子不易在石英砂表面 形成多分子层。
不同ODAC含量的SHMPAM溶液剪切前后的 表观黏度见表3。由表3可见，不同ODAC含量的 SHMPAM溶液剪切后的保黏率均在25%以上，其 中，SHMPAM -0.60试样的保黏率达到45. 8%。 这是由于缔合聚合物的缔合作用形成了空间网络 结构，机械搅拌对空间结构破坏相对较弱使得不同 ODAC含量的SHMPAM溶液均表现出一定的抗剪 切性能;随ODAC含量的增加，缔合作用增强，对剪 切产生的抵抗作用也相应增强，故表观黏度保黏率 也逐渐增加。