CN109749007B - 具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及本发明涉及原油采收领域，公开一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用。该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，结构单元A为式(1)的结构单元，结构单元B为式(2)的结构单元，结构单元C为式(3)的结构单元；该聚合物的粘均分子量为2700万‑3200万。本发明是在丙烯酰胺共聚物中引入一种既具有表面活性又含有可聚合丙烯酰胺类的功能单体，从而提高聚丙烯酰胺溶液的表面活性、增粘性和耐温抗盐性。

Description

具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及水溶性的具有表面活性功能的聚合物和驱油用聚合物提高原油采收率的研究领域，具体地，涉及一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

目前，我国大部分油田开采已进入中后期，开展三次采油已成为提高采收率和维持油田产量的重要措施，同时聚合物驱在三次采油中占有十分重要的地位。在聚合物驱中主要应用为部分水解聚丙烯酰胺，具有分子量高、水溶性好等特点，但是在高温高盐油藏条件下，部分水解聚丙烯酰胺在性能上都有明显的缺陷，如耐温、抗盐能力差、易降解等。针对以上这些不足，国内外学者为了改善聚丙烯酰胺溶液的耐温抗盐性，对聚合物驱油剂的增粘作用机理、热降解和耐盐性以及聚合物的结构与耐温、耐盐性能的关系作了大量研究，以研制出性能优良耐温抗盐型聚合物驱油剂。

具有一定表面活性的功能性聚合物简称为表活聚合物，是指在其高分子结构中同时存在亲水基团和亲油基团，使其水溶液具有良好表面活性的一种新型功能性聚合物，一般采用水溶液共聚合或胶束共聚合方式，即在一定温度和引发剂的作用下引发共聚单体聚合后，得到表活聚合物。

表活聚合物与常规的高分子表面活性剂有着很大区别。高分子表面活性剂的性质更倾向于小分子表面活性剂，而表活聚合物更为表现聚合物的性质。高分子表面活性剂的相对分子质量不高，一般小于200万，增粘性不强，而表活聚合物的相对分子质量高于800万，甚至超过1500万，具有较强的增粘性和粘弹性，同时可以有效降低油水表界面张力和具有一定的乳化洗油能力，可以达到一剂多用的效果，因此说明表活聚合物作为一种新型的驱油剂，在三次采油领域具有更为广泛的应用前景。

可聚合型表面活性单体具有反应活性适中，聚合物分子量高等特点，可用于丙烯酰胺类单体的共聚合，从而得到性能优异的驱油用聚合物。该类聚合物不仅具有高分子聚合物增粘性，同时具有小分子表面活性剂的增溶和乳化性能，可以有效克服表面活性剂/聚合物二元复合驱在地层运移过程中出现的分离现象，以提高波及效率和洗油效率，进而提高原油采收率。

因此，将具有表面活性功能的可聚合单体引入到聚丙烯酰胺的大分子链上，是一条有效的改善耐温抗盐型驱油聚合物综合性能的重要途径。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的存在的上述缺陷，提供一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用，本发明是在丙烯酰胺共聚物大分子链中引入一种既具有表面活性又含有可聚合丙烯酰胺类的功能单体，从而提高驱油用聚合物的增粘性和乳化性能，降低表界面张力等性能。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种具有表面活性功能的聚合物，其中，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元；其中，以所述聚合物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为55-89.9重量％，所述结构单元B的含量为10-40重量％，所述结构单元C的含量为0.1-5重量％，所述聚合物的粘均分子量为2700万-3200万；

其中，R₁和R₂各自独立地为H或C1-C4的烷基；R₃为C1-C14的亚烷基；R₄和R₅各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R₄和R₅不同时为H；M为H、Na或K；R₆为H或C1-C4的烷基；R₇为H或SO₃Y，Y为H、Na或K；m为8-15的整数，n为8-15的整数。

第二方面，本发明提供一种具有表面活性功能的聚合物的制备方法，其中，该方法包括：在引发剂和作为溶剂的水的存在下，使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应，其中，所述单体D为具有式(4)所示结构的单体，所述单体E为具有式(5)所示结构的单体，所述单体F为具有式(6)所示结构的单体，其中，所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为55-89.9重量％，结构单元B的含量为10-40重量％，结构单元C的含量为0.1-5重量％，以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为2700万-3200万；所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元，

其中，R₁和R₂各自独立地为H或C1-C4的烷基；R₃为C1-C14的亚烷基；R₄和R₅各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R₄和R₅不同时为H；M为H、Na或K；R₆为H或C1-C4的烷基；R₇为H或SO₃Y，Y为H、Na或K；m为8-15的整数，n为8-15的整数。

第三方面，本发明提供由上述所述的方法制备得到的具有表面活性功能的聚合物。

第四方面，本发明提供上述所述的具有表面活性功能的聚合物或由上述所述的方法制备得到的具有表面活性功能的聚合物作为驱油剂的应用。

本发明所述的具有表面活性功能的聚合物及其制备方法与现有技术相比，在分子设计和合成上具有以下优点和效果：

本发明是在丙烯酰胺共聚物中引入一种既具有表面活性又含有可聚合丙烯酰胺类的功能单体，从而提高聚丙烯酰胺溶液的表面活性、增粘性和耐温抗盐性。由于功能单体末端长链饱和烷基的引入从而提高了共聚物的疏水缔合作用，使共聚物水溶液在高温高盐下保持较高的粘度；同时强极性磺酸基团的引入，大大增加了抗二价金属离子能力，而且其很强的亲水作用与静电排斥力使共聚物具有良好的水溶性，也极大地增大了分子链的流体力学体积，表现出良好的增粘作用和耐温抗盐性。另外，在大分子链上可聚合表面活性单体的引入，可以大大降低聚合物溶液的表面张力和界面张力，使得聚合物具有良好的表面活性、增容乳化及洗油能力。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本发明中，所述C1-C4的烷基是指碳原子数为1-4的烷基；所述C1-C14的亚烷基是指碳原子数为1-14的亚烷基；所述C1-C16的烷基是指碳原子数为1-16的烷基。

根据本发明，所述C1-C4的烷基可以包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。

根据本发明，所述C1-C14的亚烷基可以是直链或支链的，所述C1-C14的亚烷基可以包括但不限于：亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚异丙基、亚正丁基、亚仲丁基、亚异丁基、亚叔丁基、亚正戊基、亚异戊基、亚叔戊基、亚新戊基、亚正己基、亚正庚基、亚正辛基、亚正壬基、亚正癸基、亚正十一基、亚正十二基、亚正十三基和亚正十四基，优选为亚甲基。所述亚烷基是指烷烃失去两个氢原子后的残基，所述两个氢原子可以为同一个碳原子上的两个氢原子，也可以不同碳原子上的两个氢原子，可以是直链的，也可以是支链的，例如，所述亚乙基可以是-CH₂CH₂-或-CH(CH₃)-。

根据本发明，所述C1-C16的烷基可以是直链或支链的，所述C1-C16的烷基可以包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一基、正十二基、正十三基、正十四基、正十五基和正十六基。

根据本发明，8-15的整数可以为8、9、10、11、12、13、14和15。

第一方面，本发明提供了一种具有表面活性功能的聚合物，其中，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元；其中，以所述聚合物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为55-89.9重量％，所述结构单元B的含量为10-40重量％，所述结构单元C的含量为0.1-5重量％，所述聚合物的粘均分子量为2700万-3200万；

其中，R₁和R₂各自独立地为H或C1-C4的烷基；R₃为C1-C14的亚烷基；R₄和R₅各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R₄和R₅不同时为H；M为H、Na或K；R₆为H或C1-C4的烷基；R₇为H或SO₃Y，Y为H、Na或K；m为8-15的整数，n为8-15的整数。

优选地，以所述聚合物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为57-84.9重量％，所述结构单元B的含量为15-40重量％，所述结构单元C的含量为0.1-3重量％，所述聚合物的粘均分子量为2750万-3150万。

根据本发明，优选情况下，在式(1)所示结构的结构单元、式(2)所示结构的结构单元和式(3)所示结构的结构单元中，R₁和R₂各自独立地为H、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基；R₃为亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚正丁基、亚正戊基、亚正己基；R₄和R₅各自独立地为H、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基，且R₄和R₅不同时为H；M为H、Na或K；R₆为H、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基，R₇为H或SO₃Y，Y为H、Na或K。

根据本发明，优选情况下，在式(1)所示结构的结构单元、式(2)所示结构的结构单元和式(3)所示结构的结构单元中，R₁和R₂各自独立地为H、甲基、乙基、正丙基；R₃为亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚正丁基；R₄和R₅各自独立地为H、甲基、乙基、正丙基，且R₄和R₅不同时为H；M为Na或K；R₆为H、甲基、乙基、正丙基，R₇为SO₃Y，Y为Na或K。

根据本发明，优选情况下，在式(1)所示结构的结构单元、式(2)所示结构的结构单元和式(3)所示结构的结构单元中，R₁和R₂各自独立地为H、甲基；R₃为亚甲基；R₄和R₅各自独立地为H、甲基、乙基，且R₄和R₅不同时为H；M为Na或K；R₆为H、甲基、乙基，R₇为SO₃Y，Y为Na或K。

本发明的发明人在研究中发现，由以下特定的结构单元A、结构单元B和结构单元C组成的聚合物用作驱油剂时能取得较好的驱油效果。所述结构单元A为具有式(7)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(8)所示结构的结构单元，以及所述结构单元C为具有式(9)所示结构的结构单元、具有式(10)所示结构的结构单元、具有式(11)所示结构的结构单元、具有式(12)所示结构的结构单元和具有式(13)所示结构的结构单元中的至少一种，

其中，R₆为H，R₇为SO₃Y，Y为Na。

第二方面，本发明提供了一种具有表面活性功能的聚合物的制备方法，其中，该方法包括：在引发剂和作为溶剂的水的存在下，使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应，其中，所述单体D为具有式(4)所示结构的单体，所述单体E为具有式(5)所示结构的单体，所述单体F为具有式(6)所示结构的单体，其中，所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为55-89.9重量％，结构单元B的含量为10-40重量％，结构单元C的含量为0.1-5重量％，以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为2700万-3200万；所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元，

其中，R₁和R₂各自独立地为H或C1-C4的烷基；R₃为C1-C14的亚烷基；R₄和R₅各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R₄和R₅不同时为H；M为H、Na或K；R₆为H或C1-C4的烷基；R₇为H或SO₃Y，Y为H、Na或K；m为8-15的整数，n为8-15的整数。

在本发明中，所述式(1)所示结构的结构单元、式(2)所示结构的结构单元、式(3)所示结构的结构单元、式(4)所示结构的单体、式(5)所示结构的单体和式(6)所示结构的单体中的取代基的相关定义及物质种类与本发明的前面所述对应相同，本发明在此不再赘述，本领域技术人员不应理解为对本发明的技术方案的限制。

在本发明中，需要说明的是，所述单体近似完全转化为具表面活性功能的聚合物含有的相应的结构单元，所述单体的用量与所述具表面活性功能的聚合物含有的相应的结构单元的含量可以相一致。

优选地，所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为57-84.9重量％，结构单元B的含量为15-40重量％，结构单元C的含量为0.1-3重量％，以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为2750万-3150万。

优选地，将单体D、单体E和单体F在水的存在下形成水溶液；更加优选地，在所述水溶液中，单体D、单体E和单体F的总浓度为20-40重量％。

优选地，所述单体D为具有式(13)所示结构的单体；所述单体E为具有式(14)所示结构的单体；所述单体F为具有式(15)所示结构的单体、具有式(16)所示结构的单体、具有式(17)所示结构的单体、具有式(18)所示结构的单体和具有式(19)所示结构的单体中的至少一种，

其中，R₆为H，R₇为SO₃Y，Y为Na。

根据本发明的方法，其中，所述单体F可以通过商购得到，例如，可以购自广州科的化工有限公司。

根据本发明的方法，其中，该方法包括将含有单体D、单体E和单体F的水溶液冷却至10-20℃，然后加入引发剂聚合10-15小时，所述水溶液的pH值为6-10。

根据本发明的方法，其中，所述引发剂为氧化-还原系引发体系，所述氧化-还原系引发体系为过硫酸盐-亚硫酸盐的氧化-还原系引发体系；以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准，所述过硫酸盐氧化剂的用量为0.01-0.1重量％，所述亚硫酸盐还原剂的用量为0.005-0.05重量％；

优选地，所述过硫酸盐氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种；所述亚硫酸盐还原剂选自亚硫酸氢钠、亚硫酸钠和亚硫酸氢钾中的至少一种；

进一步优选地，所述过硫酸盐氧化剂是浓度为0.2重量％的过硫酸钾水溶液和/或是浓度为0.2重量％的过硫酸铵水溶液；

所述亚硫酸盐还原剂是浓度为0.1重量％的亚硫酸氢钠和/或是浓度为0.1重量％的亚硫酸氢钾；

更进一步优选地，所述过硫酸盐氧化剂选自浓度为0.2重量％的过硫酸钾；所述亚硫酸盐还原剂选自浓度为0.1重量％的亚硫酸氢钠。

根据本发明的方法，所述溶液聚合反应优选在pH值为6-10的条件下进行。所述pH值可以通过向聚合体系中加入pH值调节剂获得，所述pH值调节剂可以为本领域常规的各种pH值调节剂，例如可以为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾和氨水中的至少一种，优选为氢氧化钠和/或碳酸钠。

根据本发明的方法，加入助剂可以改善聚合物的溶解性，因此，优选情况下，所述溶液聚合反应在助剂存在下进行。所述助剂可以为尿素。本发明对所述助剂的用量没有特别的限定，可以在较宽的范围内变动，以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准，所述助剂的用量可以为0.01-0.1重量％，所述助剂水溶液的质量浓度为1重量％。

本发明的所述溶液聚合反应还包括在扩链剂的存在下进行，所述扩链剂为四甲基乙二胺，所述四甲基乙二胺的用量为单体D、单体E和单体F的总用量的0.01-0.1重量％，所述扩链剂水溶液的质量浓度为1重量％。

本发明的所述溶液聚合反应还可以在络合剂的存在下进行，所述络合剂的用量为单体D、单体E和单体F的总用量的0.01-0.1重量％。所述络合剂例如可以为EDTA-2Na，所述络合剂水溶液的质量浓度为1重量％。

所述溶液聚合反应还可以在保护气体存在下进行，所述保护气体优选可以为氮气。

由所述溶液聚合反应后得到的产物混合物即为聚合物胶体，为了得到本发明所述的具有表面活性功能的聚合物成品，本发明的方法还可以包括将获得的聚合物胶体依次进行切割、造粒、干燥、粉碎、过筛后得到具有表面活性功能的聚合物成品。

根据一种优选的具体实施方式，所述具有表面活性功能的聚合物的制备方法包括以下步骤：

第1步：将单体D、单体E和单体F加入到聚合反应瓶中配制成水溶液，用碱调节该水溶液的pH值为6-10；

第2步：向第1步的水溶液中加入络合剂、尿素水溶液和扩链剂(四甲基乙二胺)，搅拌均匀；

第3步：将上述的水溶液放置制冷机的水浴中进行冷却，待温度降至10-20℃；

第4步：将上述冷却好的水溶液转移到杜瓦瓶(聚合瓶)中，鼓入氮气20-40min后，并且在鼓入氮气使其混合均匀后，向第2步的水溶液中加入引发剂，引发聚合后密封，依靠体系聚合放出热量，自动升温至70-90℃，密封聚合10-15h得到聚合物胶体；

第5步：取出胶粒再依次进行切割、造粒、粉碎、筛分后得到具有表面活性功能的聚合物成品。

第三方面，本发明提供了由上述所述的方法制备得到的具有表面活性功能的聚合物。

第四方面，本发明提供了上述所述的具有表面活性功能的聚合物或由上述所述的方法制备的具有表面活性功能的聚合物作为驱油剂的应用。

在上述具有表面活性功能的聚合物作为聚合物驱油剂的应用中，具体的应用方法为本领域技术人员所熟知的技术。

本发明的所述具有表面活性功能的聚合物可以用作聚合物驱油剂，能适用于高、中、低渗透油藏和高温油藏以及高温高盐油藏，在三次采油中进一步提高原油采收率。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例中，涉及的测试方法如下：

使用乌氏粘度计采用一点法对聚合物的粘均分子量进行测试。

在指定测试温度(90℃)下用Brookfield粘度计测定聚合物溶液在矿化度为30000mg/L，其中，矿化度是指模拟地层水中Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Cl^-等无机离子含量的总和，其中，Ca²⁺和Mg²⁺的离子含量之和为800mg/L(高盐)下的质量浓度为1500mg/L下的表观粘度。

在指定测试温度(25℃)下用DCAT-21表面张力仪测定聚合物质量浓度为1500mg/L在纯水下的水溶液表面张力。

本发明的实施例和对比例中2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸购自潍坊泉鑫化工有限公司；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠购自潍坊泉鑫化工有限公司；丙烯酰胺购自山东宝莫生物化工股份有限公司；所述单体F均购自广州科的化工有限公司。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的具有表面活性功能的聚合物及其制备方法。

(1)将11.8g式(13)所示的丙烯酰胺(占单体总量的59重量％)、8.0g式(14)所示的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(占单体总量的40重量％)和0.2g式(15)所示的功能单体(R₆为H，R₇为SO₃Na，m为8，n为8，占单体总量的1重量％)加入到配制瓶中，加入去离子水60.0g溶解配成水溶液，再加入固体氢氧化钠调节pH为6.0，得到混合物溶液；

(2)向上述混合物溶液中依次加入1重量％的EDTA-2Na水溶液1.0g(占单体总量的0.05重量％)、1重量％的尿素水溶液0.5g(占单体总量的0.025重量％)，1重量％的四甲基乙二胺水溶液0.5g(占单体总量的0.025重量％)，搅拌均匀，得到待聚合的溶液；

(3)将置有上述的水溶液的配制瓶放置制冷机的水浴中进行冷却，待温度降至10℃；

(4)将上述冷却好的水溶液转移到杜瓦瓶(聚合瓶)中，鼓氮气30分钟后加入0.2重量％的过硫酸钾水溶液1.5g(占单体总量的0.015重量％)和0.1重量％的亚硫酸氢钠水溶液1.5g(占单体总量的0.0075重量％)，引发聚合后，密封维持聚合反应10小时，得到胶块；

(5)取出步骤(4)得到的胶块，依次进行切割、造粒、粉碎、过筛得白色耐温抗盐驱油用聚合物A1。

经测试，聚合物A1的分子量为2800万，表观粘度(90℃)为68.8mPa·s，表面张力为31.21mN/m，表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。

对比例1

采用与实施例1相同的方法制备聚合物，所不同的是，在步骤(1)中不加入功能单体，形成参比聚合物DA1。

经测试，聚合物DA1的分子量为1700万，表观粘度(90℃)为35.2mPa·s，表面张力为68.5mN/m。

对比例2

采用与实施例1相同的方法制备聚合物，所不同的是，在步骤(1)中加入功能单体5g(占单体总量的20.16重量％)，形成参比聚合物DA2。

经测试，聚合物DA2的分子量为1500万，表观粘度(90℃)为30.7mPa·s，表面张力为32.8mN/m。

实施例2

本实施例用于说明本发明的具有表面活性功能的聚合物及其制备方法。

(1)将11.0g式(13)所示的丙烯酰胺(占单体总量的55重量％)、8.0g式(14)所示的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(占单体总量的40重量％)和1.0g式(16)所示的功能单体(R₆为H，R₇为SO₃Na，m为10，n为12，占单体总量的5重量％)加入到配制瓶中，加入去离子水60.0g溶解配成水溶液，再加入固体氢氧化钠调节pH为7.8，得到混合物溶液；

(2)向上述混合物溶液中依次加入1重量％的EDTA-2Na水溶液1.0g(占单体总量的0.05重量％)、1重量％的尿素水溶液1.0g(占单体总量的0.05重量％)，1重量％的四甲基乙二胺水溶液1.0g(占单体总量的0.05重量％)，搅拌均匀，得到待聚合溶液；

(3)将置有上述的水溶液的配制瓶放置制冷机的水浴中进行冷却，待温度降至15℃；

(4)将上述冷却好的水溶液转移到杜瓦瓶(聚合瓶)中，鼓氮气30分钟后加入0.2重量％的过硫酸钾水溶液3.0g(占单体总量的0.03重量％)和0.1重量％的亚硫酸氢钠水溶液3.0g(占单体总量的0.015重量％)，引发聚合后，密封维持聚合反应12小时，得到胶块；

(5)取出步骤(4)得到的胶块，依次进行切割、造粒、粉碎、过筛得白色耐温抗盐驱油用聚合物A2。

经测试，聚合物A2的分子量为3050万，表观粘度为78.9mPa·s，表面张力为31.14mN/m，表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。

实施例3

本实施例用于说明本发明的具有表面活性功能的聚合物及其制备方法。

(1)将17.95g式(13)所示丙烯酰胺(占单体总量的89.75％)、2.0g式(14)所示的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(占单体总量的10％)和0.05g式(17)所示的功能单体(R₆为H，R₇为SO₃Na，m为15，n为15，占单体总量的0.25％)加入到配置瓶中，加入去离子水60.0g溶解配成水溶液，再加入固体氢氧化钠调节pH为10.0，得到混合物溶液；

(2)向上述混合物溶液中依次加入1重量％的EDTA-2Na水溶液2.0g(占单体总量的0.1重量％)、1重量％的尿素水溶液0.5g(占单体总量的0.025重量％)，1重量％的四甲基乙二胺水溶液1.0g(占单体总量的0.05重量％)，搅拌均匀，得到待聚合的溶液；

(3)将置有上述的水溶液的配制瓶放置制冷机的水浴中进行冷却，待温度降至20℃；

(4)将上述冷却好的水溶液转移到杜瓦瓶(聚合瓶)中，鼓氮气30分钟后加入0.2重量％的过硫酸钾水溶液5.0g(占单体总量的0.05重量％)和0.1重量％的亚硫酸氢钠水溶液5.0g(占单体总量的0.025重量％)，引发聚合后，密封维持聚合反应12小时，得到胶块；

(5)取出步骤(4)得到的胶块，依次进行切割、造粒、粉碎、过筛得白色耐温抗盐驱油用聚合物A3。

经测试，聚合物A3的分子量为2950万，表观粘度为70.5mPa·s，表面张力为31.45mN/m，表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。

实施例4

本实施例用于说明本发明的具有表面活性功能的聚合物及其制备方法。

(1)将11.98g式(13)所示丙烯酰胺(占单体总量的59.9％)、8.0g式(5)所示的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(R₃为亚甲基；R₂为H；R₄为甲基，R₅为甲基；M为H；占单体总量的40％)和0.02g式(18)所示的功能单体(R₆为H，R₇为SO₃Na，m为10，n为12，占单体总量的0.1％)加入到配制瓶中，加入去离子水60.0g溶解配成水溶液，再加入碳酸钠调节pH为8.0，得到混合物溶液；

(2)向上述混合物溶液中依次加入1重量％的EDTA-2Na水溶液0.2g(占单体总量的0.01重量％)、1重量％的尿素水溶液0.2g(占单体总量的0.01重量％)，1重量％的四甲基乙二胺水溶液2.0g(占单体总量的0.1重量％)，搅拌均匀，得到待聚合溶液；

(3)将置有上述的水溶液的配制瓶放置制冷机的水浴中进行冷却，待温度降至10℃；

(4)将上述冷却好的水溶液转移到杜瓦瓶(聚合瓶)中，鼓氮气30分钟后加入0.2重量％的过硫酸钾水溶液2.0g(占单体总量的0.02重量％)和0.1重量％的亚硫酸氢钠水溶液2.0g(占单体总量的0.01重量％)，引发聚合后，密封维持聚合反应15小时，得到胶块；

(5)取出步骤(4)得到的胶块，依次进行切割、造粒、粉碎、过筛得白色耐温抗盐驱油用聚合物A4。

经测试，聚合物A4的分子量为3150万，表观粘度为89.5mPa·s，表面张力为30.21mN/m，表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。

实施例5

本实施例用于说明本发明的具有表面活性功能的聚合物及其制备方法。

(1)将13.8g式(13)所示丙烯酰胺(占单体总量的69重量％)、6.0g式(14)所示的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(占单体总量的30重量％)和0.2g式(19)所示的功能单体(R₆为H，R₇为SO₃Na，m为10，n为11，占单体总量的1重量％)加入到配制瓶中，加入去离子水50.0g溶解配成水溶液，再加入固体氢氧化钠调节pH为8.0，得到混合物溶液；

(2)向上述混合物溶液中依次加入1重量％的EDTA-2Na水溶液0.2g(占单体总量的0.01重量％)、1重量％的尿素水溶液2.0g(占单体总量的0.1重量％)，1重量％的四甲基乙二胺水溶液1.5g(占单体总量的0.075重量％)，搅拌均匀，得到待聚合的溶液；

(3)将置有上述的水溶液的配制瓶放置制冷机的水浴中进行冷却，待温度降至10℃；

(4)将上述冷却好的水溶液转移到杜瓦瓶(聚合瓶)中，鼓氮气30分钟后加入0.2重量％的过硫酸钾水溶液10.0g(占单体总量的0.1重量％)和0.1重量％的亚硫酸氢钠水溶液10.0g(占单体总量的0.05重量％)，引发聚合后，密封维持聚合反应12小时，得到胶块；

(5)取出步骤(4)得到的胶块，依次进行切割、造粒、粉碎、过筛得白色耐温抗盐驱油用聚合物A5。

经测试，聚合物A5的分子量为2750万，表观粘度为59.6mPa·s，表面张力为31.23mN/m，表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。

通过表实施例1-5以及对比例1和对比例2的结果可以看出，采用本发明提供的方法制备得到具有表面活性功能的聚合物具有水溶性好、增粘性强以及耐温抗盐性能和表面活性良好的优点。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.一种具有表面活性功能的聚合物，其特征在于，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式（1）所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式（2）所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式（3）所示结构的结构单元；其中，以所述聚合物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为55-89.9重量%，所述结构单元B的含量为10-40重量%，所述结构单元C的含量为0.1-5重量%，所述聚合物的粘均分子量为2700万-3200万；

，

其中，R₁和R₂各自独立地为H或C1-C4的烷基；R₃为C1-C14的亚烷基；R₄和R₅各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R₄和R₅不同时为H；M为H、Na或K；R₆为H或C1-C4的烷基；R₇为H或SO₃Y，Y为H、Na或K；m为8-15的整数，n为8-15的整数。

2.根据权利要求1所述的聚合物，其中，以所述聚合物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为57-84.9重量%，所述结构单元B的含量为15-40重量%，所述结构单元C的含量为0.1-3重量%，所述聚合物的粘均分子量为2750万-3150万。

3.根据权利要求1所述的聚合物，其中，所述结构单元A为具有式（7）所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式（8）所示结构的结构单元，以及所述结构单元C为具有式（9）所示结构的结构单元、具有式（10）所示结构的结构单元、具有式（11）所示结构的结构单元、具有式（12）所示结构的结构单元和具有式（13）所示结构的结构单元中的至少一种，

，

，

其中，R₆为H，R₇为SO₃Y，Y为Na。

4.一种具有表面活性功能的聚合物的制备方法，其特征在于，该方法包括：在引发剂和作为溶剂的水的存在下，使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应，其中，所述单体D为具有式（4）所示结构的单体，所述单体E为具有式（5）所示结构的单体，所述单体F为具有式（6）所示结构的单体，其中，所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为55-89.9重量%，结构单元B的含量为10-40重量%，结构单元C的含量为0.1-5重量%，以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为2700万-3200万；所述结构单元A为具有式（1）所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式（2）所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式（3）所示结构的结构单元，

，

，

其中，R₁和R₂各自独立地为H或C1-C4的烷基；R₃为C1-C14的亚烷基；R₄和R₅各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R₄和R₅不同时为H；M为H、Na或K；R₆为H或C1-C4的烷基；R₇为H或SO₃Y，Y为H、Na或K；m为8-15的整数，n为8-15的整数。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为57-84.9重量%，结构单元B的含量为15-40重量%，结构单元C的含量为0.1-3重量%，以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为2750万-3150万。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述单体D为具有式（13）所示结构的单体；所述单体E为具有式（14）所示结构的单体；所述单体F为具有式（15）所示结构的单体、具有式（16）所示结构的单体、具有式（17）所示结构的单体、具有式（18）所示结构的单体和具有式（19）所示结构的单体中的至少一种，

，

，

其中，R₆为H，R₇为SO₃Y，Y为Na。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，该方法包括将含有单体D、单体E和单体F的水溶液冷却至10-20℃，然后加入引发剂聚合10-15小时，所述水溶液的pH值为6-10。

8.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其中，所述引发剂为氧化-还原系引发体系，所述氧化-还原系引发体系为过硫酸盐-亚硫酸盐的氧化-还原系引发体系；以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准，所述过硫酸盐氧化剂的用量为0.01-0.1重量%，所述亚硫酸盐还原剂的用量为0.005-0.05重量%。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述过硫酸盐氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种；所述亚硫酸盐还原剂选自亚硫酸氢钠、亚硫酸钠和亚硫酸氢钾中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述过硫酸盐氧化剂选自过硫酸钾和/或过硫酸铵；所述亚硫酸盐还原剂选自亚硫酸氢钠和/或亚硫酸氢钾。

11.根据权利要求4或7所述的方法，其中，所述溶液聚合反应在络合剂、扩链剂和助剂的存在下进行，以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准，所述络合剂的用量为0.01-0.1重量%，所述扩链剂的用量为0.01-0.1重量%，所述助剂的用量为0.01-0.1重量%；所述扩链剂为四甲基乙二胺，所述助剂为尿素。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述络合剂为EDTA-2Na。

13.权利要求4-12中任意一项所述的方法制备得到的具有表面活性功能的聚合物。

14.权利要求1-3中任意一项所述的具有表面活性功能的聚合物或权利要求13中所述的具有表面活性功能的聚合物作为驱油剂的应用。