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疏水缔合聚合物的缔合效应,使其产生具有一定强度且可逆的物理缔合,形成三维立体网状空间结构,能够广泛地应用于酸化压裂、强化采油、钻井等过程。同时,引入大侧基或刚性基团,增强位阻效应,可使聚合物具有较高的化学稳定性,能够在高温、高盐下保持较高的粘度。长链咪唑啉衍生物既具有疏水基团,还含有刚性杂环结构,使得相应聚合物具有良好的机械性能、耐热性能等特点。本文设计合成了三种咪唑啉化合物,以此为功能单体制备出六种不同的咪唑啉丙烯酰胺类聚合物,并测试聚合物的基本性能,期望其具有强化采油的应用前景。主要研究内容及结果如下:(1)以油酸、二乙烯三胺等为原料,合成了三种咪唑啉化合物1-(2-N-丙烯酰基氨乙基)-2-油酸基咪唑啉(NIDA)、1-(2-iN-烯丙基氨乙基)-2-油酸基咪唑啉(NIPA)和1-(2-N-(3-羧基丙烯酰基)-氨乙基)-2-油酸基咪唑啉(NIMA);以环氧氯丙烷、亚硫酸氢钠和二烯丙基胺等为原料,合成了一种磺酸盐功能单体3-(二烯丙基氨基)-2-羟基丙烷-1-磺酸钠(NDS),通过FT-IR和1HNMR对四种功能单体进行了结构表征;(2)分别以咪唑啉功能单体(NIDA、NIPA、NIMA)、磺酸盐单体(NDS)/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)等为原料,制备了六种不同结构的咪唑啉疏水缔合聚合物AM/AA/NDS/NIDA、AM/AA/AMPS/NIDA、AM/AA/NDS/NIPA、AM/AA/AMPS/NIPA、AM/AA/NDS/NIMA 和 AM/AA/AMPS/NIMA;考察并确定了六种聚合物的较优反应条件、结构表征和特性粘数;(3)利用芘荧光探针法研究了六种咪唑啉型疏水缔合聚合物溶液的缔合行为。AM/AA/NDS/NIDA、AM/AA/AMPS/NIDA、AM/AA/NDS/NIPA、AM/AA/AMPS/NIPA、AM/AA/NDS/NIMA和AM/AA/AMPS/NIMA溶液的临界缔合浓度分别出现在1000 mg/L、1250 mg/L、800 mg/L、1250 mg/L、1000 mg/L 和 800 mg/L;(4)在0～1000 s-1下,2000 mg/L的咪唑啉型疏水缔合聚合物溶液保留了较好的表观粘度。其中,在剪切速率为1000 s-1时,AM/AA/NDS/NIDA、AM/AA/NDS/NIPA及AM/AA/NDS/NIMA 溶液的粘度保留值分别为 26.8 mPa s、27.7 mPa·s 和 25.4 mPa·s,聚合物 AM/AA/AMPS/NIDA、AM/AA/AMPS/NIPA 及 AM/AA/AMPS/NIMA 溶液的粘度保留值分别为29.1 mPa-s、24.9 mPa·s和31.0 mPa·s,HPAM溶液的表观粘度仅仅为14.3 mPa·s;(5)在 110 ℃条件下,2000 mg/L 的 AM/AA/NDS/NIDA、AM/AA/NDS/NIPA、AM/AA/NDS/NIMA 溶液粘度保留值分别为 61.5 mPa-s、62.1 mPa·s 和 58.0 mPa-s,AM/AA/AMPS/NIDA、AM/AA/AMPS/NIPA 和 AM/AA/AMPS/NIMA 溶液的粘度保留值为 66.0 mPa-s、47.3 mPa-s 和 52.9 mPa·s,HPAM 溶液的表观粘度仅仅为 39.1 mPa-s。(6)聚合物AM/AA/NDS/NIDA具有较好的抗NaC1和MgC12效果,在NaC1浓度为10000 mg/L及MgC12或浓度为2000 mg/L,其溶液的粘度保留值分别为49.6 mPa-s和37.1 mPa·s;聚合物AM/AA/NDS/NIMA具有较好的抗CaC12性能,当CaC12浓度为2000 mg/L,其溶液的粘度保留值为30.7 mPa-s。在70℃环境下进行室内模拟驱油实验,发现2000 mg/L的AM/AA/NDS/NIMA溶液提高采收率(EOR)可达12.30%。