CN105622451B - 一种长链烷基季铵盐单体、其制备方法及缔合聚合物 - Google Patents

一种长链烷基季铵盐单体、其制备方法及缔合聚合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种长链烷基季铵盐单体，具有式1所示结构，式1中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素。本发明中的烷基季铵盐单体可聚合基团为丙烯酰胺基团上的双键，活性相对较高，在共聚过程中具有较高的转化率，更有利于构建超分子溶液结构；同时分子结构中除常规的长链烷基外，还引入了苯环结构，该种结构具有大的空间位阻和刚性，利于抑制分子内缔合作用，使得主链分子结构更为舒展，具有更佳的增粘性能，聚合物溶液具备更优异的耐温抗盐性能。本发明还提供一种长链烷基季铵盐单体的制备方法和一种缔合聚合物。

Description

一种长链烷基季铵盐单体、其制备方法及缔合聚合物
技术领域
本发明属于油田化学助剂技术领域，尤其涉及一种长链烷基季铵盐单体、其制备方法及缔合聚合物。
背景技术
石油开采过程可分为一次采油、二次采油和三次采油。一次和二次采油均通过物理方法采油，其采收率可达30％～40％，但经过一次、二次采油的地层中还残留了大部分原油。我国的主要油田已经相继进入二次采油后期阶段，为了提高现有油田的采收率，三次采油技术得到日益广泛的应用。
三次采油中目前较为有效的方式是通过聚合物驱、聚表二元驱或聚表碱三元驱来提高原油采收率。聚合物驱是指在注入水中加入少量的聚合物，依靠增大水相粘度和降低油层渗透率来起到提高波及系数以及提高采收率的作用。聚合物驱在我国化学驱提高采收率技术中占据了重要的地位。
传统的聚合物驱油剂主要是部分水解的聚丙烯酰胺，它依赖于高分子量和聚合物分子链上的离子和强极性侧基的排斥作用而达到增粘效果。目前常采用N-烷基丙烯酰胺、烷基丙烯酸酯等油溶性疏水单体合成疏水缔合聚合物，合成过程中需采用大量表面活性剂，而在后处理过程中需要除去表面活性剂，不利于聚合物工业化生产。
将可聚合表面活性剂作为聚合单体聚合得到聚合物驱油剂，可解决上述问题。但是，随着油田的不断开发，开采油藏条件不断恶化，油田开采正逐步进入高温高盐的二类、三类油藏区块，这对聚合物的耐温抗盐性提出了更高的要求，现有的可聚合表面活性剂聚合得到的驱油聚合物存在耐高温性差和抗盐性差的缺点，在高温高盐环境下增粘性能较差，难以满足该类油藏的应用，从而限制了该类油藏的开发。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长链烷基季铵盐单体、其制备方法及缔合聚合物，采用本发明提供的长链烷基季铵盐单体聚合得到的缔合聚合物在高温高盐环境下具有较好的增粘性能。
本发明提供一种长链烷基季铵盐单体，具有式1所示结构：
式1中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素。
优选的，在式1中，所述R为C10～C18的烷基；
X为Cl或Br。
优选的，在式1中，所述R1包括亚苯基。
本发明提供一种长链烷基季铵盐单体的制备方法，包括以下步骤：
A)将丙烯酰氯、式2所示化合物进行反应，得到式3所示化合物；
B)将所述步骤A)中得到的式3所示化合物与卤代烃RX混合后进行反应，得到式1所示长链烷基季铵盐单体；
其中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素。
优选的，所述步骤A)中反应的温度为-10～10℃；
所述步骤A)中反应的时间为2～12小时。
优选的，所述式2所示化合物包括N，N-二甲基对苯二胺。
优选的，所述式2所示化合物和丙烯酰氯的摩尔比为1：(0.5～3)。
优选的，所述步骤B)中式3所示化合物和卤代烃的摩尔比为1：(0.5～3)。
优选的，所述步骤B)中反应的温度为40～80℃；
所述步骤B)中反应的时间为24～48小时。
本发明提供一种缔合聚合物，包括式4～式7所示结构的重复单元：
式7中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素。
本发明提供了一种长链烷基季铵盐单体，具有式1所示结构，式1中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素。本发明中的烷基季铵盐单体可聚合基团为丙烯酰胺基团上的双键，活性相对较高，在共聚过程中具有较高的转化率，更有利于构建超分子溶液结构；同时分子结构中除常规的长链烷基外，还引入了苯环结构，该种结构具有大的空间位阻和刚性，利于抑制分子内缔合作用，使得主链分子结构更为舒展，具有更佳的增粘性能，聚合物溶液具备更优异的耐温抗盐性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例6～10得到的缔合聚合物的增粘性测试结果。
具体实施方式
本发明提供了一种长链烷基季铵盐单体，具有式1所示结构：
式1中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素。
本发明提供的长链烷基季铵盐聚合得到的缔合聚合物在高温高盐条件下具有较好的增粘性能。
在本发明中，所述长链烷基季铵盐单体为可聚合阳离子表面活性剂，式1中，R1为亚芳基，优选选自亚苯基；R为C8～C20的烷基，优选为C10～C18的烷基，更优选为C12～C16的烷基；最优选为C13～C14的烷基；X为卤素，优选为Cl或Br。
具体的，所述长链烷基季铵盐单体优选为如下结构：
本发明还提供了一种长链烷基季铵盐单体的制备方法，包括以下步骤：
A)将丙烯酰氯和式2所示化合物进行反应，得到式3所示化合物；
B)将所述步骤A)中得到的式3所示化合物与卤代烃RX混合后进行反应，得到式1所示长链烷基季铵盐单体；
式1中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素。
本发明优选按照式7所示反应方程式进行所述步骤A)的反应，本发明优选将丙烯酰氯、式2所示化合物在溶剂中混合，进行反应，得到式3所示化合物。本发明优选将所述式2所示化合物和丙烯酰氯分别与溶剂混合，然后再将所述丙烯酰氯溶液加入式2所示化合物溶液中，进行反应，得到式3所示化合物。本发明优选在反应过程中加入缚酸剂，与产物之一的盐酸反应，促进反应正向进行。在本发明中，所述式2所示化合物为芳香族二胺，优选包括N，N二甲基对苯二胺；所述式3化合物中，R1为亚芳基，优选选自亚苯基；所述溶剂优选包括二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷和四氢呋喃中的一种或几种；所述缚酸剂优选包括碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺和吡啶中的一种或几种。
在本发明中，所述式2所示化合物和丙烯酰氯的摩尔比优选为1：(0.5～3)，更优选为1：(1～2)，最优选为1：(1.2～1.5)；所述式2所示化合物与溶剂的摩尔比优选为1：(1～3)，更优选为1：(1.2～2)。在本发明中，所述丙烯酰氯和式2所示化合物反应的时间优选为2～12小时，更优选为4～8小时；所述丙烯酰氯和式2所示化合物反应的温度优选为-10～10℃，更优选为-5～5℃。本发明对所述反应的装置没有特殊的限制，优选采用设置有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气保护装置的四颈瓶。
完成上述反应后，本发明优选将反应后的体系进行过滤，然后将过滤得到的固体依次进行水洗2～3次和丙酮洗涤2～3次，得到洗涤后的产物。
本发明优选将洗涤后的产物进行干燥，得到干燥的式3所示化合物，所述干燥的温度优选为60～70℃；所述干燥的时间优选为6～8小时。本发明优选采用真空干燥箱进行上述干燥。
本发明将干燥的式3所示化合物与卤代烃RX进行反应，得到式1所示长链烷烃季铵盐单体。本发明优选将式3所示化合物、卤代烃RX在溶剂中混合后，在氮气保护下进行反应，得到式1所示长链烷基季铵盐单体。在本发明中，所述卤代烃优选为碳原子数为8～20的卤代烃，更优选为碳原子数为10～18的卤代烃，最优选为碳原子数为12～16的卤代烃，所述卤代烃中的卤素优选为Cl或Br，具体的，可采用溴代十二烷、氯代十二烷、溴代辛烷、溴代十四烷和溴代十八烷中的一种或几种；所述溶剂优选包括无水乙醇、四氢呋喃和乙酸乙酯中的一种或几种。
在本发明中，所述式3所示化合物和卤代烃的摩尔比优选为1：(0.5～3)，更优选为1：(1～2.5)，更优选为1：(1.2～2)；所述式3所示化合物和溶剂的摩尔比优选为1：(1～5)，更优选为1：(2.5～4)。在本发明中，所述式3所示化合物与卤代烃反应的温度优选为40～80℃，更优选为50～70℃，最优选为60～65℃；所述式3所示化合物与卤代烃反应的时间优选为24～48小时，更优选为32～36小时。本发明对所述反应的装置没有特殊的限制，优选采用设置有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气保护装置的四颈瓶。
完成上述反应后，本发明优选采用旋转蒸发仪去除上述反应体系中残留的溶剂，然后将去除溶剂后的产物低温冷藏，得到固体产物后洗涤2～3次，得到洗涤后的产物。
本发明将洗涤后的产物进行干燥，得到干燥的式1所示的长链烷基季铵盐单体。在本发明中，所述干燥的温度优选为60～70℃；所述干燥的时间优选为6～8小时。本发明优选采用真空干燥箱进行上述干燥。
本发明还提供了一种缔合聚合物，包括式4～式7所示结构的重复单元：
式7中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素。
在本发明中，所述R1为亚芳基，优选选自亚苯基；R为C8～C20的烷基，优选为C10～C18的烷基，更优选为C12～C16的烷基；最优选为C13～C14的烷基；X为卤素，优选为Cl或Br。在本发明中，所述缔合聚合物是由丙烯酰胺、式1所示长链烷基季铵盐单体和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)共聚后水解得到，所述水解度优选为5～25％，即聚合反应形成的丙烯酰胺单元的5～25mol％转化成了丙烯酸钠单元，也就是说，式4和式5的摩尔比为(95～75)：(5～25)。
在本发明中，所述缔合聚合物的粘均分子量优选为1600×104～2000×104，更优选为1650×104～1950×104；所述溶解的时间优选为1.5～3.0小时(溶剂为总矿化度为5.5万水，Ca2+、Mg2+离子总浓度为2500mg/L的模拟盐水，溶解温度为50℃)。
本发明优选按照以下步骤制备得到缔合聚合物：
1)将式1所示长链烷基季铵盐单体、丙烯酰胺和NaAMPS混合后加入引发剂，进行聚合反应，得到聚合物胶体；
2)将所述步骤1)得到的聚合物胶体与水解剂混合，进行水解，得到缔合聚合物。
在本发明中，所述丙烯酰胺、式1所示长链烷基季铵盐单体和NaAMPS的摩尔比优选为(98.9～88)：(0.1～2)：(1～10)，更优选为(95～90)：(0.5～1)：(4.5～9)，最优选为94.4：0.6:5；所述引发剂优选包括过硫酸钾和亚硫酸氢钠；所述过硫酸钾和亚硫酸钠的质量比优选为1：(0.5～1.5)，更优选为1：1；所述过硫酸钾的加入量优选为式1所示化合物质量的0.01～0.03％，更优选为0.016～0.025％；所述聚合反应的温度优选为5～20℃，更优选为10～15℃；本发明优选在绝热的环境下进行所述聚合反应，当反应体系的温度在30分钟内上升不超过1℃时认为聚合反应完成。
完成所述聚合反应后，本发明将得到的聚合物胶体与水解剂混合，进行水解反应，得到缔合聚合物。本发明优选将得到的聚合物胶体切割成3～5mm大小的颗粒，然后再和水解剂混合，进行水解反应。在本发明中，所述水解剂优选包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种或几种；所述水解剂的加入量优选为所述聚合物胶体质量的0.4～4.3％，更优选为0.8～3.5％。在本发明中，所述水解度优选为5～25％，更优选为10～20％。
在本发明中，所述水解反应的温度优选为90～100℃，更优选为95℃；所述水解反应的时间优选为1～4小时，更优选为2～3小时。本发明优选将所述聚合物中间体和水解剂混合均匀后，将其转移至塑料袋中密封，然后在恒温烘箱中进行水解反应，需要注意的是，密封时尽量排除空气，并保留足够的空间容纳水解时产生的氨气，并注意水解时密封袋不要破裂。
水解反应完成后，本发明优选将所述水解的产物在烘箱中恒温干燥，得到缔合聚合物。在本发明中，所述干燥的温度优选为90～100℃，更优选为95℃；所述干燥的时间优选为0.5～2小时，更优选为1～1.5小时。
本发明测试了本发明中缔合聚合物的溶解时间，测试方法：溶剂为总矿化度为5.5万水，Ca2+、Mg2+离子总浓度为2500mg/L的模拟盐水，溶解温度为50℃，聚合物母液浓度为5000mg/L，采用观察法考察聚合物完全溶解时间。结果表明，本发明中的缔合聚合物的溶解时间在1.5～3.0小时之间。
本发明测试了本发明中缔合聚合物的增粘性，测试方法：溶剂为总矿化度为5.5万水，Ca2+、Mg2+离子总浓度为2500mg/L的模拟盐水，目标液测试温度为90℃，采用布氏粘度计DV-Ⅲ在剪切速率为7.34s-1下测试。结果表明，本发明中的缔合聚合物在90℃、总矿化度为5.5万、钙镁离子浓度为2500mg/L条件下，仍具有良好的增粘性，当聚合物浓度≥2000mg/L,聚合物粘度值＞50mPa·s。
本发明提供了一种烷基季铵盐单体，具有式1所示结构，式1中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素。本发明中的烷基季铵盐单体可聚合基团为丙烯酰胺基团上的双键，活性相对较高，在共聚过程中具有较高的转化率，更有利于构建超分子溶液结构；同时分子结构中除常规的长链烷基外，还引入了苯环结构，该种结构具有大的空间位阻和刚性，利于抑制分子内缔合作用，使得主链分子结构更为舒展，具有更佳的增粘性能，聚合物溶液具备更优异的耐温抗盐性能。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种烷基季铵盐单体、其制备方法和缔合聚合物进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1.(4-丙烯酰胺基)苯基十二烷基二甲基溴化铵的合成
步骤1：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗以及氮气保护装置的四颈瓶中按照n(N,N-二甲基对苯二胺)：n(二甲基甲酰胺DMF)＝1:2，加入102.5g N,N-二甲基对苯二胺和110.09g DMF，再加入15.0g碳酸钠粉末(作为缚酸剂，与产物之一HCl反应，促进反应正向进行)，搅拌条件下，通过冰水浴控制体系温度为-5～5℃，按照n(N,N-二甲基对苯二胺)：n(丙烯酰氯)＝1:1.2，采用恒压滴液漏斗缓慢滴加由81.77g丙烯酰氯与66.05gDMF溶剂组成的丙烯酰氯溶液，两者摩尔比为1:1，滴加完毕后，继续反应4～8h，经过滤，固液分离获得略带黄色中间产物N,N-二甲基-(4-丙烯酰胺基)苯基胺，先采用纯水洗涤2～3次，再采用丙酮洗涤2～3次，在60℃真空干燥箱干燥6～8h，获得109.54g产物，产率76.53％，经气相色谱分析测定纯度为91.2％；
将获得的中间产物进行核磁共振检测，其氢谱检测结果为：1H-NMR(DMSO,ppm)：3.02(6H)，5.71(H)，6.17(H),6.48(H)，7.00(2H)，7.34(2H)。由氢谱结果可知，产物的主要成分为具有式8结构的N-取代丙烯酰胺。
步骤2：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗以及氮气保护装置的四颈瓶中按照n(中间产物):n(乙酸乙酯):n(溴代十二烷)＝1:2.5:1.2，依次加入123.79g中间产物、126.86g乙酸乙酯、172.25g溴代十二烷，通入N2保护，在搅拌条件下，温度升至65℃，恒温反应36h，通过旋转蒸发仪除去溶剂乙酸乙酯，获得略带黄色的粘稠液体，将物质置于冰箱储存，形成淡黄色固体，用乙醚洗涤2～3次，产物在60℃真空干燥箱中干燥8h，获得222.69g(4-丙烯酰胺基)苯基十二烷基二甲基溴化铵，如式1-1所示，产率88％，经气相色谱分析测定纯度91.5％。
对所述产物进行核磁共振检测，其氢谱检测结果为，1H-NMR(DMSO,ppm)：0.88(3H),1.26(16H),1.29(2H),1.71(2H),3.22(2H),3.72(6H),5.74(H),6.09(H),6.48(H),7.10(2H),7.65(2H),9.22(H)。由氢谱结果可知，产物的主要成分为具有式1-1结构的长链烷基季铵盐。
实施例2.(4-丙烯酰胺基)苯基十二烷基二甲基氯化铵的合成
步骤1与实施例1相同
步骤2：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗以及氮气保护装置的四颈瓶中按照n(中间产物):n(乙酸乙酯):n(氯代十二烷)＝1:2.5:1.2，依次加入109.54g中间产物、126.86g乙酸乙酯、154.12g氯代十二烷，通入N2保护，在搅拌条件下，温度升至65℃，恒温反应36h，通过旋转蒸发仪除去溶剂乙酸乙酯，获得略带黄色的粘稠液体，将物质置于冰箱储存，形成浅黄色固体，用乙醚洗涤2～3次，产物在60℃真空干燥箱中干燥8h，获得189.02g(4-丙烯酰胺基)苯基十二烷基二甲基氯化铵，如式1-2所示，产率83.1％，经气相色谱分析测定纯度92.9％。
对所述产物进行核磁共振检测，其氢谱检测结果为，1H-NMR(DMSO,ppm)：0.88(3H),1.26(16H),1.29(2H),1.71(2H),3.22(2H),3.72(6H),5.74(H),6.09(H),6.48(H),7.10(2H),7.65(2H),9.22(H)。由氢谱结果可知，产物的主要成分为具有式1-2结构的长链烷基季铵盐。
实施例3.(4-丙烯酰胺基)苯基正辛基二甲基溴化铵的合成
步骤1与实施例1相同
步骤2：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗以及氮气保护装置的四颈瓶中按照n(中间产物):n(无水乙醇):n(溴代辛烷)＝1:3.2:1.5，依次加入109.54g中间产物、84.90g无水乙醇、166.83g溴代辛烷，通入N2保护，在搅拌条件下，温度升至60℃，恒温反应32h，通过旋转蒸发仪除去溶剂无水乙醇，获得略带黄色的粘稠液体，将物质置于冰箱储存，形成淡黄色固体，用异丁醇洗涤2～3次，再采用丙酮重结晶两次，获得产物在60℃真空干燥箱中干燥8h，获得188.07g(4-丙烯酰胺基)苯基正辛基二甲基溴化铵，如式1-3所示，产率85.2％，经气相色谱分析测定纯度97.8％。
对所述产物进行核磁共振检测，其氢谱检测结果为，1H-NMR(DMSO,ppm)：0.88(3H),1.26(8H),1.29(2H),1.71(2H),3.22(2H),3.72(6H),5.74(H),6.09(H),6.48(H),7.10(2H),7.65(2H),9.22(H)。由氢谱结果可知，产物的主要成分为具有式1-3结构的长链烷基季铵盐。
实施例4.(4-丙烯酰胺基)苯基十四烷基二甲基氯化铵的合成
步骤1与实施例1相同
步骤2：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗以及氮气保护装置的四颈瓶中按照n(中间产物):n(四氢呋喃):n(溴代十四烷)＝1:2.6:1.5，依次加入109.54g中间产物、107.97g四氢呋喃、159.68g溴代十四烷，通入N2保护，在搅拌条件下，温度升至60℃，恒温反应48h，通过旋转蒸发仪除去溶剂乙酸乙酯，获得略带黄色的粘稠液体，将物质置于冰箱储存，形成淡黄色固体，用四氯化碳洗涤2～3次，产物在60℃真空干燥箱中干燥8h，获得248.22g(4-丙烯酰胺基)苯基十四烷基二甲基溴化铵，如式1-4所示，产率92.2％，经气相色谱分析测定纯度93.5％。
对所述产物进行核磁共振检测，其氢谱检测结果为，1H-NMR(DMSO,ppm)：0.88(3H),1.26(20H),1.29(2H),1.71(2H),3.22(2H),3.72(6H),5.74(H),6.09(H),6.48(H),7.10(2H),7.65(2H),9.22(H)。由氢谱结果可知，产物的主要成分为具有式1-4结构的长链烷基季铵盐。
实施例5(4-丙烯酰胺基)苯基十八烷基二甲基氯化铵的合成
步骤1与实施例1相同
步骤2：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗以及氮气保护装置的四颈瓶中按照n(中间产物):n(无水乙醇):n(溴代十八烷)＝1:2.5:1.2，依次加入109.54g中间产物、66.33g无水乙醇、230.40g溴代十八烷，通入N2保护，在搅拌条件下，温度升至55℃，恒温反应36h，通过旋转蒸发仪除去溶剂无水乙醇，获得略带黄色的粘稠液体，将物质置于冰箱储存，形成淡黄色固体，用石油醚洗涤2～3次，再采用乙酸乙酯重结晶两次，产物在60℃真空干燥箱中干燥10h，获得249.97g(4-丙烯酰胺基)苯基十八烷基二甲基溴化铵，如式1-5所示，产率82.9％，经气相色谱分析测定纯度98.0％。
对所述产物进行核磁共振检测，其氢谱检测结果为，1H-NMR(DMSO,ppm)：0.88(3H),1.26(28H),1.29(2H),1.71(2H),3.22(2H),3.72(6H),5.74(H),6.09(H),6.48(H),7.10(2H),7.65(2H),9.22(H)。由氢谱结果可知，产物的主要成分为具有式1-3结构的长链烷基季铵盐。
实施例6缔合聚合物的制备
将丙烯酰胺，(4-丙烯酰胺基)苯基十二烷基二甲基溴化铵，NaAMPS按94.4:0.6:5的摩尔比进行投料，加入到5000mL烧杯中用纯水溶解配制成单体总浓度为25％的混合溶液，将烧杯放入冰箱中冷却至溶液温度为10℃后，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠复合引发剂引发聚合，其中过硫酸钾与亚硫酸氢钠质量比为1:1，过硫酸钾加量为单体质量的0.016％。聚合反应在绝热环境下进行，在反应体系中心插入温度计监控聚合反应进行程度，当30分钟内温度上升不超过1℃时认为聚合反应基本完成。聚合反应完成后1小时，取出胶体，将胶体切割成3-5mm大小颗粒，加入占胶体总质量2.81％的水解剂NaOH，混合均匀，将其转移到塑料袋中密封，然后在恒温烘箱中恒温95℃水解2.5h。需要注意密封时尽量排除空气，并保留足够的空间容纳水解时产生的氨气，注意水解时密封袋不要破裂。水解完成后，将胶体摊开铺平在500目筛网上，放入烘箱恒温95℃干燥1.5h，取出过筛获得聚合物干粉。
对实施例6制得的聚合物干粉进行红外吸收光谱检测，结果为：3585,3193cm-1归属于N-H键的反对称伸缩振动峰和对称伸缩振动峰；3054cm-1归属于苯环上C-H键伸缩振动峰，1462cm-1,1609cm-1处归属于苯环骨架振动，2932cm-1归属于C-H键的反对称伸缩振动峰；1678cm-1处归属于酰胺Ι带C＝O的伸缩振动峰；1554cm-1和1419cm-1分别是COO-的反对称伸缩振动和对称伸缩振动峰；1315cm-1为C-N键的伸缩振动峰，1187cm-1、1126cm-1、1038cm-1为磺酸基的特征吸收峰，776cm-1为长链亚甲基面内摇摆产生的吸收峰。
根据上述红外吸收光谱分析结果可知，该共聚物中含有酰胺基、长链烷基、羧基、苯环以及磺酸基结构，说明该共聚物中存在丙烯酰胺单体、长链烷基季铵盐疏水单体、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠以及丙烯酸钠单体单元。
实施例7缔合聚合物的制备
按照实施例6中的方法制备缔合聚合物，不同的是，将实施例6中(4-丙烯酰胺基)苯基十二烷基二甲基溴化铵改为(4-丙烯酰胺基)苯基十二烷基二甲基氯化铵；
实施例8缔合聚合物的制备
按照实施例6中的方法制备缔合聚合物，不同的是，将实施例6中(4-丙烯酰胺基)苯基十二烷基二甲基溴化铵改为(4-丙烯酰胺基)苯基正辛基二甲基溴化铵；
实施例9缔合聚合物的制备
按照实施例6中的方法制备缔合聚合物，不同的是，将实施例6中(4-丙烯酰胺基)苯基十二烷基二甲基溴化铵改为(4-丙烯酰胺基)苯基十四烷基二甲基氯化铵；
实施例10缔合聚合物的制备
按照实施例6中的方法制备缔合聚合物，不同的是，将实施例6中(4-丙烯酰胺基)苯基十二烷基二甲基溴化铵改为(4-丙烯酰胺基)苯基十八烷基二甲基氯化铵。
由实施例6～10合成的疏水缔合聚合物的分子量与溶解时间测试结果如表1所示，表1为本发明实施例6～10中的缔合聚合物的分子量和溶解时间。其中分子量测试方法为：使用乌氏粘度计(0.55mm管径)按GB/T 12005.10-92测试并计算产品粘均分子量；溶解时间的测试方法：溶剂为总矿化度为5.5万水，Ca2+、Mg2+离子总浓度为2500mg/L的模拟盐水，溶解温度为50℃，聚合物母液浓度为5000mg/L，采用观察法考察聚合物完全溶解时间。
表1本发明实施例6～10中的缔合聚合物的分子量和溶解时间
实施例 粘均分子量(×104) 溶解时间(h)
6 1752 2.0
7 1850 2.0
8 1982 1.5
9 1689 2.5
10 1602 3.0
由表1可知，制备的共聚物分子量均＞1600万，并在50℃条件下，溶解时间≤3.0h，具备较高的分子量和良好的溶解性。
本发明测试了实施例6～10得到的缔合聚合物的增粘性。结果如图1所示，图1为本发明实施例6～10得到的缔合聚合物的增粘性测试结果。增粘性的测试方法：溶剂为总矿化度为5.5万水，Ca2+、Mg2+离子总浓度为2500mg/L的模拟盐水，目标液测测试温度为80℃，采用布氏粘度计DV-Ⅲ在剪切速率为7.34s-1下测试。
由图1可知，在高温高矿化度条件下，随着聚合物浓度增加，聚合物粘度急剧增加，当聚合物浓度≥2000mg/L，聚合物粘度＞50mPa·s，对比五种聚合物的增粘曲线，疏水碳链更长，其缔合作用更强，增粘效果更佳。该类单体制备的共聚物性能优异，有应用于高温高盐油藏的前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种长链烷基季铵盐单体，具有式1所示结构：
式1中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素。
2.根据权利要求1所述的长链烷基季铵盐单体，其特征在于，在式1中，所述R为C10～C18的烷基；
X为Cl或Br。
3.根据权利要求1所述的长链烷基季铵盐单体，其特征在于，在式1中，所述R1为亚苯基。
4.一种长链烷基季铵盐单体的制备方法，包括以下步骤：
A)将丙烯酰氯和式2所示化合物进行反应，得到式3所示化合物；
其中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基；
B)将所述步骤A)中得到的式3所示化合物与卤代烃RX进行反应，得到式1所示长链烷基季铵盐单体；
其中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)中反应的温度为-10～10℃；
所述步骤A)中反应的时间为2～12小时。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述式2所示化合物为N，N-二甲基对苯二胺。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述式2所示化合物和丙烯酰氯的摩尔比为1：(0.5～3)。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)中式3所示化合物和卤代烃的摩尔比为1：(0.5～3)。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)中反应的温度为40～80℃；
所述步骤B)中反应的时间为24～48小时。
10.一种缔合聚合物，包括式4、式5、式6和式7所示结构的重复单元：
式7中，R1为亚芳基，R为C8～C20的烷基，X为卤素；
所述缔合聚合物的粘均分子量为1600×104～2000×104。
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