黄原胶(XG)具有抗盐、抗机械降解等特点，是 一种性能良好的驱油剂，但其热稳定性差，溶液中的 XG在温度超过71尤时即产生降解;1]。研究表明 XG与丙烯酰胺(AM)等乙烯基单体接枝共聚物，耐温 性能有明显提高>3]。本工作以黄原胶和丙烯酰胺 为主要原料，硝酸铈铵（CAN)为引发剂，合成了丙 烯酰胺黄原胶接枝共聚物（XGA)，并以在三次采油 现场大量使用的高分子量部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM)为参照，对合成的AM/XG接枝共聚物 (XGA)在水溶液中黏度性质的各种影响因素进行 了研究，在相同条件下对比了 XG与XGA的黏度性 能。
1室内实验1.1主要原料、试剂及仪器主要原料及试剂：黄原胶（XG):河北某公司生 产;XGA:实验室合成;丙烯酰胺（AM):江西农科生 产;硝酸铺铵（CAN):分析纯，上海国药;其余试剂 均为市售分析纯试剂。
主要仪器：LVDV - III ULTRA型数字流变仪， 美国Brookfield公司。
1.2实验方法1.2.1丙烯酰胺黄原胶接枝共聚物(XGA)的合成 在带有搅拌和通氮装置的三口烧瓶中加人适量 水和AM,通氮20 min后，投人适量XG搅拌30 min,恒温至规定温度后，滴加引发剂，氮气保护下搅 拌聚合4 ~6 h,得到液态黏稠产物，用乙醇萃取分 离，真空干燥，粉碎后得到粗接枝共聚物，将粗接枝 共聚物用K(乙二醇）：V(冰乙酸）=3:2的混合溶 剂?提洗，除去丙烯酰胺均聚物（PAM)，抽滤后将 沉淀物真空干燥得到丙烯酰胺黄原胶接枝共聚物 XGA〇
1.2.2XGA表观黏度的测试将提纯的XGA在搅拌下加入盐水中使之溶解，使用LVDV - III ultra型Brookfiled流变仪（0号转子)测定XGA盐水溶液的表观黏度。
2结果与讨论2.1无机盐影响2.1.1Na +对溶液黏度影响Na+对接枝共聚物溶液表观黏度影响如图1所 示，随溶液中Na +浓度的提高，各聚合物的表观黏 度均呈现下降趋势，符合一般聚电解质黏度的变化 规律，但由图中可见，XGA和XG随Na +浓度提高， 黏度变化明显较HPAM平缓，表现出良好的耐盐 性。无机盐的加入对聚电解质溶液的影响主要在于 两点：（1)随无机盐浓度提高，抗衡离子的屏蔽作用 增强，高分子主链蜷曲，溶液黏度下降。（2)压缩水 化层，使束缚水减少，不利于黏度提高。XG具有刚 性分子链，在水溶液中不易蜷曲，Na+的加人对其影 响主要在于后者，XGA具有的刚性分子主链对其黏 度起主要贡献，表现出与XG相同的现象。而 HPAM为柔性链高分子，在以上两方面作用下，表观 黏度迅速下降。
测试条件：85弋；剪切速率：36.69s-1;各聚合物浓度都是1500 (mg ? L*1)
图1 NaCl浓度对聚合物表观黏度的影响2.1.2Ca2+、Mg2 +对溶液黏度的影响Ca2+、Mg2 +对接枝共聚物黏度的影响如图2所 示，各聚合物表观黏度随Ca2t、Mg2+浓度的变化规 律与随Na+浓度的变化规律基本相同，XG和XGA 得益于其刚性的分子主链，表现出非常平缓的黏度 变化。而HPAM的表观黏度则随Ca2+、Mg2+浓度 的提高，表现出比在Na +作用下更加急剧的黏度下 降，原因在于Ca2+、Mg2+比Na +具有更多的正电荷， 压缩聚合物分子水化层的能力更强，而且HPAM分 子链上有较多-C00_,在高温下，容易与Ca2+、 Mg2 +络合造成分子链蜷缩，甚至从溶液中沉淀，造 成溶液黏度损失巨大。
(C2\? L-')
测试条件：85 t;剪切速率：36.69 s-1;各聚合物浓度都是1500 (mg ? L'1)
图2Ca2+、Mg2*浓度对聚合物表观黏度的彩响2.2温度的影响_图3描述了聚合物表观黏度随温度的变化规 律，随温度的升高，各聚合物的表观黏度降低。主要 原因在于随温度升高，水化基团的水化作用减弱，分 子链流体力学体积减小，黏度下降。分别对XG和 XGA的黏度温度曲线按Arrhenius方程i = Aexp (AE/RT)进行线性拟合[5]，得到XG，XGA溶液的 黏流活化能分别为12. 10 kj/m〇l,7.01kj/m〇l(相关 系数分别为〇。 999和0. 990)，表明XGA的溶液黏 度对温度的敏感性要小于XG，即XG与AM接枝共 聚后耐温性明显提高。
2.3老化时间的影响在有氧条件下，对XG和XGA的溶液进行高温 老化，考察其溶液黏度随老化时间的变化，结果如图 4所示，XG溶液的黏度随老化时间延长，黏度急剧 下降，而XGA溶液黏度表现出非常平缓的变化趋 势。虽然XG的初始黏度（10.28mPa ? s)高于XGA 的初始黏度（6.96mPa ? s)，但溶液老化2d后其有 效黏度即低于XGA,随时间的延长，XG与XGA溶 液黏度差距增大。老化5d后，XG溶液的表观黏度 为4.78mP . S，为初始黏度的46.5%，而XGA溶液2009年第38卷80,s Ra60ar he s40的表观黏度为6.〇111?8*3，为初始黏度的86.2%，再 次表明XGA溶液的热稳定性强于XG。观察到 XGA溶液在老化过程中黏度出现略微增髙现象，可 能是因为聚丙烯酰胺侧链水解的原因。
T/K?’0 00275 0 00280 0 00286 0 00290 0 00296 0 00300 0 00306■XG的温度曲线;[HXG的拟合方程线；_XGA的温度曲线;OXGA的拟合方程线 测试条件：前切速率：36.69s-1;聚合物浓度1500 (mg. L-1); 的质量 873 (mg. L-1)
图3温度对聚合物黏度的影响(测试条件：85 X;剪切速率：36.69s — 1;聚合物浓度I500(mg . L一 hC^'Mg2?的质最浓度都是873 (mg. L — 1)
图4老化时间对聚合物黏度的影响 2.4剪切影响逐渐增大聚合物溶液的剪切速率至最大值，然 后按相反过程逐渐减小剪切速率，聚合物溶液的黏 度变化曲线如图5。当剪切速率逐渐增大时，XG和 XGA溶液的表观黏度逐渐降低，属于宾汉流体的流 动曲线。这种剪切变稀行为是由于随着剪切速率的 增大，高分子链在溶液中顺流动方向进行分子取向 的结果。当剪切速率从最高点逐渐减小时，溶液表 观黏度逐渐恢复，但存在一定”滞后"现象，原因在 于当切应力减小时，溶液中大分子相互作用，重新形 成”结构”，但这种结构由于时间较短而无法完全恢 复，使黏度低于初始值。
测试条件：85 t;聚合物浓度都是1500(rag . L_i) ;Ca2+ xMg2* 的质馕浓度都是873 mg ? L — 1图5剪切速率对聚合物溶液黏度的影响3结论1)XGA具有XG的耐盐特性，其溶液的表观黏 度随溶液中含盐量增大变化平稳。
2)XGA溶液黏度对温度的依赖性小于XG〇
3)XGA溶液高温老化后溶液黏度保留率(86.2 %)远超过XG(46. 5 %),在髙温下具有良好的黏 度稳定性。