·10·2002年3月ModernChemicalIndustry技术进展疏水缔合水溶性聚合物的研究进展唐善法1罗平亚2(1.江汉石油学院石油与材料工程学院,荆州434102;2.西南石油学院,南充637001)摘要:疏水缔合水溶性聚合物是一种亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物,其特有的两亲分子结构使溶液具有独特的流变性。从疏水缔合聚合物的分子结构模型及聚合方法、溶液结构形成方式与类型、聚合物分子结构对溶液性质的影响以及聚合物在界面的吸附行为等方面综述了最新研究进展,展望了它在油气开采、污水污泥处理、涂料工业、生物医药、工程材料等方面的应用前景。关键词:疏水缔合聚合物;分子结构;溶液结构;溶液性质;吸附:TE39;O631.11文献标识码:AAdvancesinresearchofhydrophobicallyassociatingwater2solublepolymerTANGShan2fa1,LUOPing2ya2(1.InstituteofOilandMaterialEngineering,激anghanPetroleumUniversity,激ngzhou434102,China;2.SouthwestPetroleumInstitute,Nanchong637001,China)Abstract:Hydrophobicallyassociatingwater2solublepolymerisawater2solublepolymerwithafewhydrophobicgroupsinthehydrophilicmacromolecularchain.Thesolutionhasuniquerheologybecauseofitsamphiphilicmolecularstructure.Latestadvancesintheresearchofmolecularstructuremodelandpolymerizationmethod,solutionstructureformingmodeandtype,ef2fectofpolymermolecularstructureonsolutionpropertyandadsorptionofpolymeronsolid2liquidinterfacearereviewed.Prospectsofapplicationsinoil/gasexploitation,wastewaterandsludgetreatment,coatings,biologicaldrugsandengineeringmaterialsareanalyzed.Keywords:hydrophobicallyassociatingpolymer;molecularstructure;solutionstructure;solutionproperty;adsorption溶液的极性增加,疏水缔合作用增强3,具有明显的抗盐性。在高剪切作用下,疏水聚合物缔合形成的“胶联网络”被破坏,溶液黏度下降;当剪切作用消除后,大分子间胶联网络重新形成,黏度再度恢复;而不发生一般高分子聚合物的不可逆剪切降解4。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黏性,因此其在涂料、药物缓释、油气开采、污水处理以及生物大分子、纳米粒子制备等方疏水缔合水溶性聚合物(包括水溶性疏水改性聚合物),是指聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团(摩尔分数为2%～5%)的水溶性聚合物1。由于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大相径庭。在水溶液中,此类两亲聚电解质的疏水基团相互缔合,以及带电离子基团的静电排斥与吸引相互竞争与协同,使大分子链产生分子内或分子间的缔合作用,形成各种不同形态的胶束纳米结构———超分子网络结构2。在稀溶液中,大分子主要以分子内缔合为主,使大分子链发生卷曲,流体力学体积减小,特性黏数下降。当聚合物的浓度高于某一临界值时,大分子链形成以分子间缔合作用为主的超分子结构———“动态物理胶联网络结构”,溶液黏度大幅上升。小分子电解质的加入使1分子结构模型及聚合方法111分子结构模型利用拓扑结构,Francois6将水溶性缔合聚合物收稿日期:2001210222作者简介:唐善法,1965年生,副教授,在职博士生,主要从事水溶性聚合物、污水处理及三次采油方面的研究工作;罗平亚,1940年生,中国工程院院士,教授,博士生导师,长期从事油气田勘探与开发新理论、新型油田化学剂的研究工作。2OO2年3J月唐善法等:疏水缔合水溶性聚合物的研究进展·11·分为接枝聚合物和远螯型聚合物两种结构模型,前者包括疏水基在主链上无规分布和连续嵌段分布以及位于亲水隔基的末端等情况;后者包括疏水基接在亲水主链的一端或两端和一疏水基与多个亲水主链相连的“星”型聚合物等情况。接枝型疏水缔合聚合物有疏水改性的羟乙基纤维素7、聚乙烯醇的改性物8和疏水单体在主链上以连续微嵌段或无规分布等形式存在的疏水改性丙烯酰胺聚合物9。远螯型缔合聚合物有疏水改性聚氧乙烯和端封的聚苯乙烯磺酸盐等10。星型疏水缔合聚合物有两亲型聚氧乙烯聚合物11。112聚合方法关于非均相共聚、均相共聚的不适用性,胶束共聚合的原理和对疏水缔合聚合...