CN102564901B - 测定疏水缔合型聚丙烯酰胺分子量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定疏水缔合型聚丙烯酰胺分子量的方法。该方法选用由甲酰胺、氯化钠和水的组合物作为溶剂，采用已知分子量的部分水解聚丙烯酰胺系列样品对该缔合聚合物的特性粘数与分子量的关系进行订定，并由此确定了粘度法测定疏水缔合型丙烯酰胺类聚合物分子量的实验方法。该方法在测试原理上具有充分的理论支撑；该测定方法具有仪器设备简单、操作便利、测定和数据处理周期短等优点，适用于不同分子结构的疏水缔合聚合物，如不同疏水单体类型和不同疏水单体含量的HAWSP，具有广泛的应用前景。

Description

测定疏水缔合型聚丙烯酰胺分子量的方法

技术领域

本发明涉及一种测定疏水缔合型聚丙烯酰胺分子量的方法。

背景技术

疏水缔合聚合物(Hydrophobically Associating Water-Soluble Polymers，简称HAWSP)，是指在聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物(Properties of Hydrophobically Associating Polyacrylamides：Influence of the Method ofSynthesis.Macromolecules.1993；26(17)：4521-4532.)。在水溶液中，疏水基团之间由于疏水缔合作用而发生聚集，并在浓度高于某一临界浓度(即临界缔合浓度)后，形成以分子间缔合为主的超分子结构，流体力学体积增大、溶液粘度大幅度升高、抗温、抗盐和抗剪切性能等明显提高。疏水缔合聚合物的这些特征使其成为水溶性聚合物领域的研究热点，并随着人们对其研究的深入，目前疏水缔合聚合物产品已经成功应用于油气田工程领域的各个方面。疏水缔合型丙烯酰胺类聚合物(简称HAWSP)是以丙烯酰胺和丙烯酸作为聚合物分子主链的一类疏水缔合聚合物，此类聚合物是疏水缔合聚合物的最主要的类型之一。

聚合物的特性粘数是指溶液的比浓粘度在浓度无限稀释时的值(《高聚物的结构与性能》，马德柱等编，科学出版社，2004年.)，记为[η]；分子量是指聚合结构单元数与结构单元分子量的乘积。当聚合物的化学组成、溶剂、体系温度确定以后，特性粘数与分子量的关系满足Mark-Houwink方程。特性粘数和分子量是表征HAWSP的分子结构和评价HAWSP应用性能的重要参数，主要表现在以下两个方面：

特性粘数能够反映稀溶液范围内聚合物分子与溶剂分子之间的相互作用，是研究聚合物在溶液中的尺寸、形态以及聚合物与溶剂之间的相互作用的一个重要参数(刘德新等.由特性粘数测算聚合物-溶剂相互作用参数.华东理工大学学报.1987；13(6)：675-681.)；特性粘数法若与其它方法相互配合，还可以研究聚合物溶度参数、支化度等(《高分子科学教程》，韩哲文主编，华东理工大学出版社，2001年12月.)；

分子量影响HAWSP的缔合行为，高分子量的HAWSP可使其分子间缔合在较低的浓度下发生，降低临界缔合浓度，从而实现高效增粘性(Regalado，E.J.，Selb，J.，Candau，F.Viscoelastic Behavior of Semidilute Solutions ofMultisticker Polymer Chains.Macromolecules.1999；32(25)：8580-8588.)；

因此，不论是进行理论研究还是对应用性能进行评价，正确测定HAWSP的分子量都具有重大的意义。国内外研究学者对HAWSP的分子量测定进行了大量的研究，并取得了一定的研究进展，其中最具有代表性的方法是光散射法和凝胶渗透色谱法(GPC)两种权威方法。Gram等采用GPC法，在THF作为溶剂、温度为25℃的条件下对HAWSP(其疏水单体为N，N-二甲基丙烯酰胺、十二烷基丙烯酸酯和十八烷基丙烯酸酯)的分子量和多分散指数进行了表征(Gram，S.L.，Brown，H.R.et al.HydrophobicallyModified Dimethylacrylamide Synthesis and Rheological Behavior.Macromolecules.2005；38(7)：2981-2989.)；Zhang Yubao等采用光散射法研究了HAWSP在去离子水中的重均分子量、第二维利数和均方回转半径，但是作者未提及文中的测试条件是否存在疏水缔合作用(Zhang Y.B.，Wu C.，Fang Q.，Zhang Y.X.A Light-Scattering Study of theAggregation Behavior of Fluorocarbon-Modified Polyacrylamides in Water.Macromolecules.1996；29(7)：2494-2497.)。

发明内容

本发明的目的是提供一种测定疏水缔合型聚丙烯酰胺分子量的方法。

本发明提供的测定疏水缔合型聚丙烯酰胺分子量的方法，包括如下步骤：

1、一种测定疏水缔合型聚丙烯酰胺分子量的方法，包括如下步骤：

1)将疏水缔合聚合物母液、甲酰胺和氯化钠水溶液混匀，得到所述疏水缔合聚合物母液浓度为C₀的试样溶液；

其中，所述疏水缔合聚合物母液由待测疏水缔合型聚丙烯酰胺和甲酰胺组成；

2)将甲酰胺、氯化钠水溶液和水混匀，得到试样溶剂；

3)利用所述步骤1)所述疏水缔合聚合物母液浓度为C₀的试样溶液和所述步骤2)所述试样溶剂，测定所述待测疏水缔合型聚丙烯酰胺的特性粘数[η]；

4)将所述步骤3)所得待测疏水缔合型聚丙烯酰胺的特性粘数[η]代入M＝67.35×[η]^1.71，得到所述待测疏水缔合型聚丙烯酰胺的分子量。

上述方法所述步骤1)所述疏水缔合聚合物母液中，所述疏水缔合型聚丙烯酰胺的浓度为10000～30000mg/L；所述C₀为500～1000mg/L；所述氯化钠水溶液中，氯化钠的浓度为2mol/L；所述氯化钠在所述试样溶液中的浓度为0.5mol/L，所述甲酰胺在所述试样溶液中的体积百分浓度为70％。

所述步骤2)试样溶剂中，所述甲酰胺的体积百分浓度为70％，所述氯化钠的浓度为0.5mol/L；所述氯化钠水溶液中，氯化钠的浓度为2mol/L。

所述步骤3)测定步骤中，测定方法包括如下步骤：

采用相同的方法，测定所述步骤1)所得试样溶剂在粘度计中的流经时间t₀、所述步骤2)所得试样溶液在浓度为C₀、2/3C₀、1/2C₀、1/3C₀和1/4C₀时在同一粘度计中的流经时间，依次记为t₁、t₂、t₃、t₄、t₅，

按照下述式I和式II计算所述待测疏水缔合型聚丙烯酰胺的相对粘度η_r和相对粘度C_r：

$n_r=\frac{t_n}{t_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$ 式I

$C_r=\frac{C_n}{C_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$ 式II

再以

作为纵坐标，以

作为横坐标作图，拟合求出直线的斜率K，由式III得到所述待测疏水缔合型聚丙烯酰胺的特性粘数[η]：

$\left[\mathrm{\η}\right]=\frac{1}{K\·C_0}$ 式III。

所述拟合步骤中，拟合方法为Fedors Equation

所述步骤3)中，测定方法更具体为：

将稀释型乌氏粘度计(见图1)至于30℃的恒温水浴中，按照以下步骤测试试样的特性粘数[η]：

a)、用移液管移取所述试样溶剂10mL由管1加入洁净的乌氏粘度计中，恒温10min，然后紧闭管3上的乳胶管，经管2慢慢用注射器将溶液抽入球6，待溶液升至球4一半时，取下注射器，放开管3上的乳胶管，让溶液自由下落，并在溶液下降至刻度线5时，启动秒表，至刻度线7时停止秒表，记录时间。按此方法重复测定三次，各次流经时间的差值应不超过0.2s，取三次测定结果的算术平均值为试样溶剂的流经时间t₀；

b)、用移液管移取所述试样溶液10mL由管1加入洁净的乌氏粘度计中，按照a)的方法测试试样溶液浓度为C₀时的流经时间，记为t₁；

c)、用移液管吸取所述试样溶剂5.00mL，由管1加入粘度计，紧闭管3上的乳胶管，用洗耳球从管2打气鼓泡3～5次，使之与原来的10mL试样溶液混合均匀，并使溶液吸上、压下三次以上。此时溶液的浓度为2/3C₀，按a)的方法测得流经时间t₂；

d)、按照c)的方法依次加入5.00mL，10.00mL，10.00mL所述试样溶剂，分别测得浓度为1/2C₀，1/3C₀，1/4C₀时的流经时间t₃，t₄和t₅；

e)、按照下式计算相对粘度η_r和相对粘度C_r：

$n_r=\frac{t_n}{t_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$

$C_r=\frac{C_n}{C_{\underset{\‾}{0}}}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$

f)、以

作为纵坐标，以

作为横坐标作图，并用直线方程进行拟合，求出直线的斜率K，并根据下式计算特性粘数[η]：

$\left[\mathrm{\η}\right]=\frac{1}{K\·C_0}$

本发明采用了一种能够消除HAWSP疏水缔合作用和屏蔽聚电解质效应的溶剂，使HAWSP在稀溶液中处于单分子分散状态，因此测的特性粘数值比较准确可靠，这是测定HAWSP分子量的前提条件。

在确定测试HAWSP特性粘数的溶剂后，以数据拟合度为标准对特性粘数的计算公式进行筛选，通过对Huggins and Kraemer equation、Fedors equation、Fouss equation、Schulz-Blaschke equation和M-S-H equation等进行比较，其中Fedors equation计算特性粘数的拟合度大于0.99，更适合本发明的条件，因此确定采用Fedors equation计算特性粘数。

在确定适用于本发明的HAWSP特性粘数计算公式后，采用已知分子量的HPAM样品(根据GB12005.10-92测得)对公式[η]＝KM^a的参数K和a值进行校正，得到了本发明所述条件下，HAWSP特性粘数与分子量的关系为M＝67.35×[η]^1.71。

本发明提供的测定疏水缔合型聚丙烯酰胺分子量的方法中，选用由甲酰胺、氯化钠和水的组合物作为溶剂，消除了疏水缔合作用和屏蔽聚电解质效应，使疏水缔合聚合物分子在稀溶液中处于单分子分散状态，此条件下测得的特性粘数值反应了疏水缔合聚合物真实的特性粘数值，因此根据Mark-Houwink方程计算出的分子量反映了HAWSP的真实分子量；由于疏水缔合聚合物分子中疏水基团的含量较少，因此采用已知分子量的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)系列样品对消除了疏水缔合作用和聚电解质效应条件下HAWSP特性粘数与分子量的关系进行订定，并由此确定了粘度法测定疏水缔合型丙烯酰胺类聚合物分子量的实验方法。该方法在测试原理上具有充分的理论支撑；该测定方法具有仪器设备简单、操作便利、测定和数据处理周期短等优点，适用于不同分子结构的疏水缔合聚合物，如不同疏水单体类型和不同疏水单体含量的HAWSP，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明中所用的乌氏粘度计；1-注液管；2-测量毛细管；3-气悬管；4-缓冲球；5-上刻线；6-定量球；7-下刻线。

图2为本发明中lg[η]与lgM关系图；

图3是本发明中N，N-二己基丙烯酰胺含量为0.1mol％的疏水缔合聚合物的特性粘数拟合曲线；

图4是本发明中N，N-二己基丙烯酰胺含量为0.3mol％的疏水缔合聚合物的特性粘数拟合曲线；

图5是本发明中N，N-二己基丙烯酰胺含量为0.5mol％的疏水缔合聚合物的特性粘数拟合曲线；

图6是本发明中十六烷基二甲基烯丙基氯化铵含量为0.1mol％的疏水缔合聚合物的特性粘数拟合曲线；

图7是本发明中十六烷基二甲基烯丙基氯化铵含量为0.3mol％的疏水缔合聚合物的特性粘数拟合曲线；

图8是本发明中十六烷基二甲基烯丙基氯化铵含量为0.5mol％的疏水缔合聚合物的特性粘数拟合曲线；

图9是本发明中十六烷基二甲基烯丙基氯化铵含量为1.0mol％的疏水缔合聚合物的特性粘数拟合曲线。

具体实施方式

本发明提供的测定HAWSP分子量的方法，具体包括如下步骤：

1)试样溶液的准备：在100mL容量瓶中称入1.000g HAWSP粉状试样，准确至0.0001g，加入98mL的甲酰胺，于50℃条件下振荡容量瓶，待试样溶解后继续加甲酰胺至刻度线，得到用甲酰胺溶解的浓度为10000mg/L的疏水缔合聚合物溶液(也即疏水缔合聚合物母液)；

2)取步骤1)所得疏水缔合聚合物母液2.5mL于50mL容量瓶中，加入甲酰胺32.5mL，2mol/L的氯化钠溶液12.5mL，摇匀，补纯水至刻度线，得到缔合聚合物浓度为500mg/L、氯化钠浓度0.5mol/L、甲酰胺的体积百分浓度为70％的试样溶液，置于30℃恒温水浴中备用；

3)试样溶剂的准备：在100mL容量瓶中加入70mL甲酰胺，2mol/L的氯化钠溶液25mL，摇匀，补纯水至刻度线，得到甲酰胺体积百分浓度为70％、氯化钠浓度0.5mol/L的试样溶剂；

4)将稀释型乌氏粘度计(见图1)至于30℃的恒温水浴中，按照以下步骤测试试样的特性粘数[η]：

a)、用移液管移取所述试样溶剂10mL由管1加入洁净的乌氏粘度计中，恒温10min，然后紧闭管3上的乳胶管，经管2慢慢用注射器将溶液抽入球6，待溶液升至球4一半时，取下注射器，放开管3上的乳胶管，让溶液自由下落，并在溶液下降至刻度线5时，启动秒表，至刻度线7时停止秒表，记录时间。按此方法重复测定三次，各次流经时间的差值应不超过0.2s，取三次测定结果的算术平均值为试样溶剂的流经时间t₀；

b)、用移液管移取所述试样溶液10mL由管1加入洁净的乌氏粘度计中，按照a)的方法测试试样溶液浓度为C₀时的流经时间，记为t₁；

c)、用移液管吸取所述试样溶剂5.00mL，由管1加入粘度计，紧闭管3上的乳胶管，用洗耳球从管2打气鼓泡3～5次，使之与原来的10mL试样溶液混合均匀，并使溶液吸上、压下三次以上。此时溶液的浓度为2/3C₀，按a)的方法测得流经时间t₂；

d)、按照c)的方法依次加入5.00mL，10.00mL，10.00mL所述试样溶剂，分别测得浓度为1/2C₀，1/3C₀，1/4C₀时的流经时间t₃，t₄和t₅；

e)、按照下式计算相对粘度η_r和相对粘度C_r：

$n_r=\frac{t_n}{t_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$

$C_r=\frac{C_n}{C_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$

f)、以

作为纵坐标，以

作为横坐标作图，并用直线方程进行拟合，求出直线的斜率K，并根据下式计算特性粘数[η]：

$\left[\mathrm{\η}\right]=\frac{1}{K\·C_0}$

5)根据特性粘数[η]与分子量M的如下关系式，得到所述疏水缔合聚合物的分子量M：

M＝67.35×[η]^1.71。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1、

一、HAWSP特性粘数计算方法的确定

1)测试溶液的准备：在100mL容量瓶中称入1.000g HAWSP试样，准确至0.0001g，加入98mL的甲酰胺，于50℃条件下振荡容量瓶，待试样溶解后继续加甲酰胺至刻度线，得到用甲酰胺溶解的浓度为10000mg/L的HAWSP溶液(也即HAWSP母液)；

2)取步骤1)所得HAWSP母液2.5mL于50mL容量瓶中，加入甲酰胺32.5mL，2mol/L的氯化钠溶液12.5mL，摇匀，补纯水至刻度线，得到HAWSP浓度为500mg/L、氯化钠浓度0.5mol/L、甲酰胺的体积百分浓度为70％的试样溶液，置于30℃恒温水浴中备用；

3)试样溶剂的准备：在100mL容量瓶中加入70mL甲酰胺，2mol/L的氯化钠溶液25mL，摇匀，补纯水至刻度线，得到甲酰胺体积百分浓度为70％、氯化钠浓度0.5mol/L的试样溶剂；

4)将稀释型乌氏粘度计(见图1)至于30℃的恒温水浴中，按照以下步骤测试试样的特性粘数[η]：

a)、用移液管移取上述步骤3)配制的试样溶剂10mL由管1加入洁净的乌氏粘度计中，恒温10min，然后紧闭管3上的乳胶管，经管2慢慢用注射器将溶液抽入球6，待溶液升至球4一半时，取下注射器，放开管3上的乳胶管，让溶液自由下落，并在溶液下降至刻度线5时，启动秒表，至刻度线7时停止秒表，记录时间。按此方法重复测定三次，各次流经时间的差值应不超过0.2s，取三次测定结果的算术平均值为试样溶剂的流经时间t₀；

b)、用移液管移取上述步骤2)配制的试样溶液10mL由管1加入洁净的乌氏粘度计中，按照a)的方法测试试样溶液浓度为C₀时的流经时间，记为t₁；

c)、用移液管吸取上述步骤3)配制的试样溶剂5.00mL，由管1加入粘度计，紧闭管3上的乳胶管，用洗耳球从管2打气鼓泡3～5次，使之与原来的10mL试样溶液混合均匀，并使溶液吸上、压下三次以上。此时溶液的浓度为2/3C₀，按a)的方法测得流经时间t₂；

d)、按照c)的方法依次加入5.00mL，10.00mL，10.00mL步骤3)配制的试样溶剂，分别测得浓度为1/2C₀，1/3C₀，1/4C₀时的流经时间t₃，t₄和t₅；

e)、按照下式计算相对粘度η_r和相对粘度C_r：

$n_r=\frac{t_n}{t_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{sp}}=\frac{t_n-t_0}{t_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$

$C_r=\frac{C_n}{C_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$

f)、数据处理。分别采用 $\mathrm{Fedors\; Equation}(\frac{1}{2({{\mathrm{\η}}_r}^{1/2}-1)}=\frac{1}{\left[\mathrm{\η}\right]}(\frac{1}{C_r}-\frac{1}{C_m})),$ $M-S-H$ $\mathrm{Equation}(\lg \frac{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{sp}}}{C_r}=\lg [\mathrm{\η}]+\frac{k_m}{2.3}[\mathrm{\η}\left]C_r\right),$ $\mathrm{Huggins\; Equation}(\frac{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{sp}}}{C_r}=[\mathrm{\η}\left]{+k}_H{\left[\mathrm{\η}\right]}^2{C}_r\right),$ $\mathrm{Fouss}$ $\mathrm{Equation}(\frac{C_r}{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{sp}}}=A\sqrt{C_r}+\frac{1}{\left[\mathrm{\η}\right]}),$ $\mathrm{Kraemer\; Equation}(\frac{{\ln \mathrm{\η}}_r}{C_r}=[\mathrm{\η}]-\mathrm{\β}{\left[\mathrm{\η}\right]}^2{C}_r)$ 和 $\mathrm{Schulz}-\mathrm{Blaschke\; Equation}(\frac{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{sp}}}{C_r}=[\mathrm{\η}]+k[\mathrm{\η}\left]{\mathrm{\η}}_{\mathrm{sp}}\right)$ 对数据进行处理，即分别以 $\frac{1}{2({{\mathrm{\η}}_r}^{1/2}-1)}~\frac{1}{C_r},$ $\lg \frac{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{sp}}}{C_r}~C_r,$ $\frac{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{sp}}}{C_r}~C_r,$ $\frac{C_r}{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{sp}}}~\sqrt{C_r},$ $\frac{{\ln \mathrm{\η}}_r}{C_r}~C_r,$ $\frac{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{sp}}}{C_r}~{\mathrm{\η}}_{\mathrm{sp}}$ 作图，并用直线方程对曲线进行拟合，根据直线方程外推至C＝0时的截距和斜率计算出不同数据处理方程时对应的特性粘数，此时直线方程的拟合度也是重点研究的对象，反映了特性粘数结果的准确程度。实验结果见表1：

表1、数据处理方式对结果的影响

表1的结果表明，在本发明的条件下，采用Fedors equation处理数据的拟合度最高，拟合度在0.99以上，因此适用于计算特性粘数。

二、特性粘数与分子量的关系方程的确定

选用4个HPAM样品，按照GB12005.10-92标准方法测得其分子量，然后将此已知分子量的样品在本发明的条件下测试其特性粘数，测试结果见表2：

表2、HAPM标准样品的分子特征参数

根据表2的实验结果，以lg[η]为纵坐标、lgM为横坐标作图，并将lg[η]～lgM关系曲线进行线形拟合(见图2)，根据拟合直线的截距和斜率和Mark-Houwinkequation(lg[η]＝lgK+αlgM)求出相应的参数：K＝0.0857，a＝0.5836。由此得出本发明条件下，特性粘数与分子量的关系方程为：[η]＝8.57×10^-2M^0.5836，即M＝67.35×[η]^1.71。

三、测定HAWSP的分子量

测定一系列N，N-二己基丙烯酰胺摩尔分数不同的HAWSP(该HAWSP化合物是由0.8mol丙烯酰胺、0.2mol丙烯酸钠和0.001～0.005mol N，N-二己基丙烯酰胺在50℃共聚反应8小时制备而得)的特性粘数及其分子量。

1)试样溶液的准备：在100mL容量瓶中称入1.000g待测HAWSP粉状试样，准确至0.0001g，加入98mL的甲酰胺，于50℃条件下振荡容量瓶，待试样溶解后继续加甲酰胺至刻度线，得到用甲酰胺溶解的浓度为10000mg/L的疏水缔合聚合物溶液(也即疏水缔合聚合物母液)；

2)取步骤1)所得疏水缔合聚合物母液2.5mL于50mL容量瓶中，加入甲酰胺32.5mL，2mol/L的氯化钠溶液12.5mL，摇匀，补纯水至刻度线，得到疏水缔合聚合物浓度为500mg/L、氯化钠浓度0.5mol/L、甲酰胺的体积百分浓度为70％的试样溶液，置于30℃恒温水浴中备用；

3)试样溶剂的准备：在100mL容量瓶中加入70mL甲酰胺，2mol/L的氯化钠溶液25mL，摇匀，补纯水至刻度线，得到甲酰胺体积百分浓度为70％、氯化钠浓度0.5mol/L的试样溶剂；

4)将稀释型乌氏粘度计(见图1)至于30℃的恒温水浴中，按照以下步骤测试试样的特性粘数[η]：

a)、用移液管移取所述试样溶剂10mL由管1加入洁净的乌氏粘度计中，恒温10min，然后紧闭管3上的乳胶管，经管2慢慢用注射器将溶液抽入球6，待溶液升至球4一半时，取下注射器，放开管3上的乳胶管，让溶液自由下落，并在溶液下降至刻度线5时，启动秒表，至刻度线7时停止秒表，记录时间。按此方法重复测定三次，各次流经时间的差值应不超过0.2s，取三次测定结果的算术平均值为试样溶剂的流经时间t₀；

b)、用移液管移取试样溶液10mL由管1加入洁净的乌氏粘度计中，按照a)的方法测试试样溶液浓度为C₀时的流经时间，记为t₁；

c)、用移液管吸取试样溶剂5.00mL，由管1加入粘度计，紧闭管3上的乳胶管，用洗耳球从管2打气鼓泡3～5次，使之与原来的10mL试样溶液混合均匀，并使溶液吸上、压下三次以上。此时溶液的浓度为2/3C₀，按a)的方法测得流经时间t₂；

d)、按照c)的方法依次加入5.00mL，10.00mL，10.00mL所述试样溶剂，分别测得浓度为1/2C₀，1/3C₀，1/4C₀时的流经时间t₃，t₄和t₅；

e)、按照下式计算相对粘度η_r和相对粘度C_r：

${\mathrm{\η}}_r=\frac{t_n}{t_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$

$C_r=\frac{C_n}{C_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$

f)、以

作为纵坐标，以

作为横坐标作图，并用直线方程Fedors equation进行数据拟合，求出直线的斜率K，并根据下式计算特性粘数[η]：

$\left[\mathrm{\η}\right]=\frac{1}{K\·C_0}$

5)根据特性粘数[η]与分子量M的如下关系式，得到疏水缔合聚合物的分子量M：

M＝67.35×[η]^1.71。

特性粘数数据处理结果见图3～5，实验结果见表3。

表3、不同N，N-二己基丙烯酰胺HAWSP的特性粘数及其分子量

从图3～5及表3的结果来看，在本发明的条件下，测定含N，N-二己基丙烯酰胺疏水单体的HAWSP的特性粘数及其分子量，数据处理拟合度高，实验结果符合此类聚合物分子量的变化规律。

实施例2、十六烷基二甲基二烯丙基氯化铵疏水单体不同含量的HAWSP的分子量

按照与实施例1完全相同的步骤，仅将待测样品替换为不同十六烷基二甲基二烯丙基氯化铵型疏水单体含量的HAWSP(该HAWSP由0.8mol丙烯酰胺、0.2mol丙烯酸钠和0.001～0.01mol N，N-二己基丙烯酰胺在50℃共聚反应8小时制备而得)。

所得特性粘数数据处理结果见图6～9，实验结果见表4。

表4、不同十六烷基二甲基二烯丙基氯化铵HAWSP特性粘数及其分子量

从图6～9及表4的结果来看，在本发明的条件下测定含十六烷基二甲基二烯丙基氯化铵疏水单体的HAWSP的特性粘数及其分子量，数据处理拟合度高，实验结果符合此类聚合物分子量的变化规律。

Claims (6)

1.一种测定疏水缔合型聚丙烯酰胺分子量的方法，包括如下步骤：

1)将疏水缔合聚合物母液、甲酰胺和氯化钠水溶液混匀，得到所述疏水缔合聚合物母液浓度为C₀的试样溶液；

其中，所述疏水缔合聚合物母液由待测疏水缔合型聚丙烯酰胺和甲酰胺组成；

2)将甲酰胺、氯化钠水溶液和水混匀，得到试样溶剂；

3)利用所述步骤1)所述疏水缔合聚合物母液浓度为C₀的试样溶液和所述步骤2)所述试样溶剂，测定所述待测疏水缔合型聚丙烯酰胺的特性粘数[η]；

4)将所述步骤3)所得待测疏水缔合型聚丙烯酰胺的特性粘数[η]代入M＝67.35×[η]^1.71，得到所述待测疏水缔合型聚丙烯酰胺的分子量；

所述步骤3)测定步骤中，测定方法包括如下步骤：

测定所述步骤2)所得试样溶剂在粘度计中的流经时间t₀、所述步骤1)所得试样溶液在浓度为C₀、2/3C₀、1/2C₀、1/3C₀和1/4C₀时在同一粘度计中的流经时间，依次记为t₁、t₂、t₃、t₄、t₅，

按照下述式I和式II计算所述待测疏水缔合型聚丙烯酰胺的相对粘度η_r和相对粘度C_r：

${\mathrm{\η}}_r=\frac{t_n}{t_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5},)$ 式I

$C_r=\frac{C_n}{C_0}(n=\mathrm{1,2,3,4,5})$ 式II

再以

作为纵坐标，以

作为横坐标作图，拟合求出直线的斜率K，由式III得到所述待测疏水缔合型聚丙烯酰胺的特性粘数[η]：

$\left[\mathrm{\η}\right]=\frac{1}{K\·C_0}$ 式III。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)所述疏水缔合聚合物母液中，所述疏水缔合型聚丙烯酰胺的浓度为10000～30000mg/L。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤1)所述C₀为500～1000mg/L；所述氯化钠在所述试样溶液中的浓度为0.5mol/L，所述甲酰胺在所述试样溶液中的体积百分浓度为70％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述氯化钠水溶液中，氯化钠的浓度为2mol/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)试样溶剂中，所述甲酰胺的体积百分浓度为70％，所述氯化钠的浓度为0.5mol/L。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述氯化钠水溶液中，氯化钠的浓度为2mol/L。

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