何紹群, 汪廬山, 鄭萬(wàn)剛, 于田田, 戴彩麗, 陳立峰

(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院,山東青島 266580; 2.中國(guó)石化勝利油田分公司,山東東營(yíng) 257000;3.長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院,湖北武漢 430100)

油田的持續(xù)挖潛和油層的非均質(zhì)性使油井出水問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重[1-3],油田普遍使用的堵水化學(xué)劑為聚合物凍膠,其中聚丙烯酰胺凍膠是最常用的凍膠體系之一[4-8]。聚丙烯酰胺凍膠在地層孔隙及裂縫中長(zhǎng)期存在,受地層溫度、無(wú)機(jī)鹽以及自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響,凍膠會(huì)發(fā)生體積收縮現(xiàn)象,導(dǎo)致水相從凍膠本體中分離出來(lái),產(chǎn)生凍膠和水兩相,縮減了油田堵水的有效期[9]。相對(duì)于普通的聚丙烯酰胺,丙烯酰胺/丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨共聚物(AMDAC)分子帶正電,具有更好的耐鹽性,通過(guò)靜電吸附更容易在砂巖地層中的大孔道及裂縫有效駐留,提高凍膠的封堵率。為增強(qiáng)AMDAC凍膠的耐溫性,擴(kuò)大AMDAC凍膠在高溫高鹽油藏中應(yīng)用范圍,筆者考察聚磷酸酯(PAE)抑制丙烯酰胺/丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨共聚物-酚醛凍膠失水的作用規(guī)律,研究PAE對(duì)AMDAC黏度、流體力學(xué)直徑以及凍膠微觀形貌的影響,結(jié)合紅外光譜分析,探討PAE抑制AMDAC凍膠失水的作用機(jī)制。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器

實(shí)驗(yàn)藥品: AMDAC相對(duì)分子質(zhì)量與陽(yáng)離子度分別為800萬(wàn)及15%，北京恒聚集團(tuán)；苯酚、甲醛、硫脲、氯化鈉、PAE，分析純，阿拉丁試劑有限公司。

實(shí)驗(yàn)儀器：S-4800冷場(chǎng)掃描電鏡，日本Hitachi；Zetasizer Nano S90激光光散射儀，英國(guó)Malvern；Nicolet6700智能傅里葉紅外光譜儀，美國(guó)Nicolet; BI-200SM廣角度動(dòng)/靜態(tài)激光散射儀,美國(guó)布魯克海文; Brookfield LVDV-II+pro旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì),美國(guó)Brookfield;電子分析天平,精度為0.000 1 g; JJ-1型攪拌器、恒溫水浴鍋和恒溫箱等。

1.2 失水率測(cè)定

基礎(chǔ)配方：0.5%AMDAC+0.1%苯酚+0.1%甲醛+0.3%硫脲+5.8%NaCl。配制成含有不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PAE的成膠液，分別將20 g成膠液置于安瓿瓶中，用酒精噴燈封口，最后放置于130 ℃恒溫箱中(每種樣品燒制多個(gè)安瓿瓶)，待其成膠后于不同時(shí)間取出一個(gè)安瓿瓶，打開(kāi)安瓿瓶，用天平稱(chēng)量由于凍膠體積收縮所脫出的水的質(zhì)量，該質(zhì)量與初始成膠液的質(zhì)量(20 g)之比即為失水率。

1.3 黏度測(cè)定

將含有不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PAE的0.5%AMDAC溶液置于60℃水浴鍋中，分別處理1～30 d，在25 ℃條件下利用Brookfield LVDV-II+pro黏度計(jì)(ULA轉(zhuǎn)子)測(cè)定不同AMDAC溶液的黏度，測(cè)定值與AMDAC黏度的初始值之比即為黏度保留率；將含有不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PAE的AMDAC凍膠置于130 ℃恒溫箱中，分別于不同時(shí)間取出，冷卻，在60 ℃條件下利用SA-70轉(zhuǎn)子(專(zhuān)門(mén)測(cè)定超黏稠物質(zhì)黏度)測(cè)定凍膠的黏度。

1.4 激光光散射分析

流體力學(xué)直徑測(cè)定：分別將含有0%與0.5%PAE的0.5%AMDAC溶液置于60 ℃條件下熱處理不同時(shí)間，然后將AMDAC溶液稀釋至5 mg/L，用美國(guó)Milipore公司的孔徑為380 nm的濾膜對(duì)樣品過(guò)濾除塵, 隨后移入英國(guó)Malvern公司的長(zhǎng)方體石英光散射池中待測(cè), 石英光散射池在使用前作除塵處理。測(cè)量條件：散射角為90°，溫度為25 ℃。

重均相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定：分別將除氧后的含有0%與0.5%PAE的0.5%AMDAC溶液(氧質(zhì)量濃度低于0.1 mg/L)置于60 ℃條件下熱處理不同時(shí)間，用美國(guó)Milipore公司的孔徑為380 nm的濾膜對(duì)樣品過(guò)濾除塵，通過(guò)靜態(tài)光散射技術(shù)測(cè)定重均相對(duì)分子質(zhì)量。測(cè)量條件：散射角為10°～180°，溫度為25 ℃，溶劑為甲苯。

1.5 凍膠微觀形貌觀察

分別取少量含有0%與0.5%PAE的未失水凍膠于干凈的云母片上，在-80 ℃條件下冷凍6 h后，利用真空冷凍干燥機(jī)將凍膠中的水除去，然后在干燥的凍膠表面噴金，最后利用掃描電鏡對(duì)凍膠的微觀形貌進(jìn)行觀察分析。

1.6 紅外光譜分析

分別將含有0%與0.5%AMDAC的0.5%PAE溶液置于60 ℃條件下熱處理48與72 h，利用冷凍干燥技術(shù)將以上樣品以及未做任何處理的AMDAC粉末進(jìn)行干燥，將得到的樣品利用研缽磨細(xì)，以質(zhì)量比1∶100的比例與KBr混合再次研磨，通過(guò)Nicolet6700智能傅里葉紅外光譜儀對(duì)研磨制得的混合粉末進(jìn)行紅外光譜分析。

2 結(jié)果分析

2.1 PAE對(duì)凍膠失水的影響

針對(duì)新疆油區(qū)某區(qū)塊的油藏狀況,利用AMDAC研制了一種堵水用凍膠,考察其在不同溫度條件下的失水規(guī)律,結(jié)果如圖1所示?？梢钥闯?當(dāng)溫度為100 ℃時(shí),凍膠熱處理30 d后幾乎不收縮失水,該凍膠在100 ℃下具有優(yōu)異的穩(wěn)定性;隨著熱處理溫度的升高,凍膠失水加劇,當(dāng)溫度升高至130 ℃時(shí),凍膠5 d失水率即達(dá)40%,30 d失水率超過(guò)50%,這是由于升高溫度使得聚合物降解加劇,凍膠網(wǎng)格結(jié)構(gòu)受到破壞,進(jìn)而導(dǎo)致凍膠持水能力下降[10]。

圖1 溫度對(duì)凍膠失水的影響Fig.1 Effect of temperature on syneresis rate of gel

為降低凍膠失水率,擬通過(guò)向成膠液中加入助劑來(lái)提高凍膠的耐溫能力。通過(guò)大量篩選實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),PAE對(duì)凍膠失水有明顯的抑制作用(圖2)。在130 ℃條件下,隨著成膠液中PAE質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大,凍膠失水率明顯下降,當(dāng)PAE質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大至0.5%時(shí),凍膠熱處理30 d后幾乎不失水。由此可見(jiàn),PAE可有效抑制AMDAC凍膠失水,有利于延長(zhǎng)調(diào)剖堵水的有效期。由于PAE價(jià)格低廉,經(jīng)濟(jì)效益明顯。

圖2 PAE質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)失水的影響Fig.2 Effect of PAE concentration on syneresis rate of gel

2.2 PAE對(duì)凍膠成膠時(shí)間的影響

凍膠失水主要有兩種方式:破膠失水和收縮失水。當(dāng)聚合物和交聯(lián)劑用量較低,形成的凍膠強(qiáng)度較弱時(shí),凍膠易發(fā)生破膠失水。一方面,由于凍膠交聯(lián)速度較慢,凍膠無(wú)法形成穩(wěn)定的網(wǎng)格結(jié)構(gòu),因此凍膠的持水能力較低;另一方面,在油藏條件下(溫度、無(wú)機(jī)鹽的影響),聚合物必然會(huì)發(fā)生降解,聚合物分子鏈的斷裂導(dǎo)致凍膠網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的破壞,使得水從凍膠網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中脫出。對(duì)于凍膠收縮失水,過(guò)交聯(lián)被公認(rèn)為失水的主要原因,同時(shí)聚合物降解也是凍膠收縮失水的一個(gè)重要原因。Gales等[11]將失水現(xiàn)象解釋為凍膠從一種較高的溶脹狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低溶脹狀態(tài)的過(guò)程,而溶脹狀態(tài)的變化取決于高分子和溶劑的混合自由能以及交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的彈性自由能。凍膠處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),混合自由能與彈性自由能相等;當(dāng)凍膠初始形成未過(guò)交聯(lián)時(shí),凍膠彈性自由能較小,小于混合自由能,隨著交聯(lián)密度的增大,彈性自由能不斷增大,當(dāng)凍膠過(guò)交聯(lián)時(shí),彈性自由能超過(guò)混合自由能,為維持化學(xué)平衡狀態(tài),凍膠通過(guò)體積收縮來(lái)減小混合自由能與彈性自由能之間的差值,因而出現(xiàn)失水現(xiàn)象。通過(guò)在成膠液中加入延遲交聯(lián)劑,控制交聯(lián)速度,抑制過(guò)交聯(lián)現(xiàn)象的發(fā)生,是當(dāng)下有效控制凍膠失水的主要措施[12-13]。

由于PAE能有效抑制AMDAC凍膠失水,推測(cè)PAE是一種延遲交聯(lián)劑,考察PAE對(duì)凍膠成膠時(shí)間的影響,結(jié)果見(jiàn)圖3?？梢钥闯?當(dāng)成膠液中不含PAE時(shí),成膠時(shí)間約為28 h;隨著成膠液中PAE質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高,凍膠黏度升高速率增大,成膠時(shí)間縮短,當(dāng)PAE質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到1%時(shí),成膠時(shí)間降低至10 h。PAE不是一種延遲交聯(lián)劑,不能降低凍膠的交聯(lián)速度;在成膠液中加入PAE可提高凍膠的最終成膠黏度,且隨著PAE質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高,凍膠最終成膠黏度逐漸增大。向成膠液中加入普通無(wú)機(jī)鹽(NaCl、CaCl2、MgCl2)時(shí),由于無(wú)機(jī)鹽可壓縮聚合物分子的擴(kuò)散雙電層、減小水化層厚度,使得聚合物分子變得蜷曲,減少了聚合物分子鏈上的有效交聯(lián)點(diǎn)數(shù)目,使得凍膠形成后的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變?nèi)?因此普通無(wú)機(jī)鹽的存在會(huì)降低凍膠黏度[14-15]。當(dāng)向成膠液中加入延遲交聯(lián)劑(草酸鈉、乳酸鈉、醋酸鈉等)時(shí),由于延遲交聯(lián)劑與交聯(lián)劑之間的絡(luò)合作用,交聯(lián)劑的反應(yīng)活性降低,凍膠交聯(lián)速度減小,最終也會(huì)導(dǎo)致凍膠形成后黏度減弱[16-20]。因此向成膠液中加入普通無(wú)機(jī)鹽以及無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的延遲交聯(lián)劑均會(huì)降低凍膠黏度,然而分子結(jié)構(gòu)中含有一價(jià)陽(yáng)離子的PAE卻會(huì)增大凍膠黏度,其中必定存在未知的反應(yīng)導(dǎo)致交聯(lián)速度加快、凍膠黏度提高。

圖3 PAE對(duì)成膠時(shí)間的影響Fig.3 Effect of PAE on gelation time

2.3 PAE對(duì)AMDAC黏度、流體力學(xué)直徑及相對(duì)分子質(zhì)量的影響

圖4 PAE對(duì)AMDAC黏度的影響Fig.4 Effect of PAE on viscosity of AMDAC

凍膠收縮失水的一個(gè)重要原因是聚合物的降解,聚合物溶液的黏度能有效反映聚合物的降解程度。由于PAE不能降低凍膠的交聯(lián)速度,推測(cè)PAE可能會(huì)抑制聚合物的降解,考察PAE對(duì)熱處理不同時(shí)間的AMDAC黏度的影響,結(jié)果見(jiàn)圖4?？梢钥闯?當(dāng)AMDAC溶液中不含PAE時(shí),在60 ℃條件下熱處理1 d,AMDAC的黏度保留率即降至50%以下,AMDAC本身的熱穩(wěn)定性較差;當(dāng)向AMDAC溶液中加入PAE時(shí),AMDAC溶液黏度不降反增,當(dāng)PAE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí),AMDAC黏度保留率最大可增至250%,熱處理30 d后,黏度保留率仍保持為200%。一般而言,普通無(wú)機(jī)鹽可壓縮聚合物分子的雙電層,使得聚合物分子變得蜷曲,流體力學(xué)直徑減小,因此聚合物溶液黏度降低[15]。然而PAE對(duì)AMDAC卻有增黏作用,因此推測(cè)PAE可能與AMDAC產(chǎn)生了交聯(lián)作用,導(dǎo)致聚合物溶液黏度升高。

考察PAE對(duì)AMDAC流體力學(xué)直徑的影響,結(jié)果見(jiàn)圖5?？梢钥闯?當(dāng)AMDAC溶液中不含PAE時(shí),隨著熱處理時(shí)間的增加,AMDAC分子流體力學(xué)直徑不斷減小,說(shuō)明在熱處理的過(guò)程中,AMDAC發(fā)生降解,分子鏈斷裂,導(dǎo)致流體力學(xué)直徑變小;當(dāng)AMDAC溶液中含0.5%PAE時(shí),隨著熱處理時(shí)間的增加,AMDAC分子流體力學(xué)直徑不斷增大。一般而言,普通無(wú)機(jī)鹽會(huì)壓縮聚電解質(zhì)分子的擴(kuò)散雙電層,導(dǎo)致聚電解質(zhì)分子蜷曲,流體力學(xué)直徑減小;此外,由于金屬陽(yáng)離子在水溶液中具有一定的水合能力(Hofmeister效應(yīng))[21],因此在含鹽的聚電解質(zhì)溶液中金屬陽(yáng)離子和聚電解質(zhì)分子有競(jìng)爭(zhēng)吸水的行為。無(wú)機(jī)鹽的存在使得聚電解質(zhì)分子對(duì)水分子的水合能力降低,而聚電解質(zhì)分子水溶能力的下降會(huì)導(dǎo)致分子鏈蜷曲,因此聚電解質(zhì)流體力學(xué)直徑減小。綜上所述,普通無(wú)機(jī)鹽的存在不會(huì)增大AMDAC分子的流體力學(xué)直徑,更不能隨著熱處理時(shí)間的增加而提高AMDAC分子的流體力學(xué)直徑。因此推斷PAE與AMDAC確實(shí)發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)。

圖5 PAE對(duì)AMDAC流體力學(xué)直徑的影響Fig.5 Effect of PAE on hydrodynamic diameter of AMDAC

通過(guò)靜態(tài)光散射技術(shù)測(cè)定了PAE對(duì)AMDAC重均相對(duì)分子質(zhì)量(Mw)的影響,結(jié)果見(jiàn)圖6?？梢钥闯?當(dāng)AMDAC溶液中不含PAE時(shí),隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng),AMDAC的Mw緩慢減小,這是由于AMDAC發(fā)生降解導(dǎo)致的;當(dāng)AMDAC溶液中含0.5%的PAE時(shí),在熱處理過(guò)程中,AMDAC的Mw不降反增,特別是熱處理初期,AMDAC的Mw增長(zhǎng)迅速,當(dāng)熱處理至第5 d時(shí),AMDAC的Mw略微降低。在熱處理?xiàng)l件下,只有分子間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)時(shí),聚合物的Mw才會(huì)出現(xiàn)增大的現(xiàn)象。因此可以斷定PAE與AMDAC確實(shí)發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)。

圖6 PAE對(duì)AMDAC重均相對(duì)分子質(zhì)量的影響Fig.6 Effect of PAE on the weight-average molecular weight of AMDAC

2.4 PAE與AMDAC的交聯(lián)機(jī)制

圖7 紅外光譜圖Fig.7 FTIR spectra

由于受到鍵能及分子構(gòu)象的影響,在加熱條件下,PAE分子主鏈P—O—P—O—P中的P—O易發(fā)生斷裂,即PAE發(fā)生水解反應(yīng),斷裂后的殘鍵易與其他反應(yīng)活性高的基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)[24],推斷AMDAC與PAE反應(yīng)機(jī)制如圖8所示。當(dāng)PAE分子主鏈P—O—P—O—P中只有一個(gè)P—O發(fā)生斷裂時(shí)(反應(yīng)途徑a),殘余的磷酸根基團(tuán)與AMDAC中酯基水解產(chǎn)生的殘基交聯(lián),當(dāng)交聯(lián)后的磷酸根進(jìn)一步水解時(shí),反應(yīng)產(chǎn)生的磷酸根殘基又可與AMDAC分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)(反應(yīng)途徑c),使得AMDAC分子發(fā)生分子內(nèi)或分子間交聯(lián);如果PAE分子主鏈P—O—P—O—P中有2個(gè)P—O發(fā)生斷裂時(shí)(反應(yīng)途徑b),磷酸根直接導(dǎo)致AMDAC分子發(fā)生分子內(nèi)或分子間交聯(lián)。由于體系中含有大量的PAE分子,因此PAE會(huì)使更多的AMDAC分子交聯(lián)纏繞在一起并最終形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。據(jù)此可知PAE抑制凍膠失水的機(jī)制:一方面由于PAE具有極強(qiáng)的水化能力,PAE與AMDAC發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)后會(huì)顯著提高AMDAC分子的流體力學(xué)直徑,使得AMDAC親水性增強(qiáng),導(dǎo)致凍膠持水能力獲得提高;PAE與AMDAC的交聯(lián)反應(yīng)使得凍膠由原始的單基團(tuán)交聯(lián)(酚醛與胺基交聯(lián))變?yōu)殡p基團(tuán)交聯(lián),凍膠初始網(wǎng)格密度增大,使得網(wǎng)格中的水更加牢固地固定在網(wǎng)格中,因此失水得以抑制。另一方面,長(zhǎng)鏈脂肪族磷酸酯,特別是含氨基的高分子磷酸酯,具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,通常用于阻燃材料[25],由于PAE與AMDAC發(fā)生交聯(lián)后的反應(yīng)產(chǎn)物是一種含氨基的高分子磷酸酯,因此與單獨(dú)的AMDAC相比,交聯(lián)后的AMDAC熱穩(wěn)定性獲得極大提高,分子鏈不易發(fā)生斷裂,使得凍膠的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,從而顯著改善了高溫條件下凍膠的穩(wěn)定性。

由圖7可知,AMDAC與PAE在60 ℃下反應(yīng)72 h后,AMDAC中的酯基消失,說(shuō)明AMDAC已經(jīng)完全水解。結(jié)合圖4與圖5可知,AMDAC與PAE反應(yīng)72 h后,聚合物的黏度和流體力學(xué)直徑依然在增大,這表明體系中存在其他因素導(dǎo)致聚合物黏度和流體力學(xué)直徑增大。一般而言,聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物在熱處理的過(guò)程中均會(huì)出現(xiàn)水解現(xiàn)象(酰胺基轉(zhuǎn)變?yōu)轸然?,當(dāng)部分水解聚丙烯酰胺相對(duì)分子質(zhì)量相同時(shí),分子中羧基含量越高,其黏度及流體力學(xué)直徑越大。由圖4可知,當(dāng)AMDAC溶液中不含PAE時(shí),隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng),溶液黏度呈現(xiàn)持續(xù)降低的趨勢(shì),說(shuō)明單純的AMDAC水解反應(yīng)不足以使溶液黏度升高。

由圖6及圖7可知,在PAE存在條件下,一部分AMDAC與PAE發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng),另一部分AMDAC水解生成了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM),因此推測(cè)HPAM與PAE發(fā)生了反應(yīng),從而導(dǎo)致AMDAC完全水解之后體系的黏度依然增大。考察60℃下不同含量的PAE對(duì)HPAM黏度的影響(圖9),表明PAE對(duì)HPAM也具有增黏效應(yīng),但增黏幅度較小。Chen等[26]認(rèn)為在一定條件下,磷酸鹽可與羧基產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng),因此能夠提高羧基聚合物的親水性及其黏度。這說(shuō)明PAE對(duì)AMDAC的作用分為兩個(gè)方面:PAE與AMDAC中酯基水解產(chǎn)生的殘基的交聯(lián)反應(yīng)是聚合物黏度增大、凍膠失水減少的主要因素;PAE與AMDAC中酯基水解產(chǎn)生的羧基的絡(luò)合效應(yīng)可在一定程度上增大聚合物黏度、抑制凍膠失水。

圖9 PAE對(duì)HPAM黏度的影響Fig.9 Effect of PAE on viscosity of HPAM

2.5 PAE對(duì)凍膠微觀形貌的影響

圖10為PAE質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0%和0.5%的凍膠掃描電鏡圖像?？梢钥闯?不含PAE的凍膠是由微小顆粒組成的體型結(jié)構(gòu),顆粒大小不均,粒徑分布主要在1～3 μm,在體型結(jié)構(gòu)中存在著大量的孔隙,這些孔隙是凍膠的容水空間;當(dāng)放大2 000倍時(shí),含0.5%PAE的凍膠為含有微小孔洞的膜狀結(jié)構(gòu),當(dāng)放大倍數(shù)提高至10 000倍時(shí),凍膠呈現(xiàn)為由微小顆粒組成的體型結(jié)構(gòu)。與不含PAE的凍膠相比,PAE的存在使得顆粒粒度減小,粒徑主要分布在0.5～1 μm,而且顆粒分布密集,顆粒間的孔隙體積減小。同時(shí)顆粒之間有絲狀結(jié)構(gòu)相連,使得凍膠結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。由此PAE與AMDAC的交聯(lián)作用使得凍膠微觀結(jié)構(gòu)更加緊密,單位容水孔隙體積減小,凍膠中的水被分散為更微小的液滴吸附在聚合物分子鏈上,進(jìn)而導(dǎo)致小液滴不易聚并形成大液滴,無(wú)法輕易從凍膠網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中“逃逸”出去,因此凍膠失水得以抑制。

圖10 PAE對(duì)凍膠微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.10 Effect of PAE on microstructure of gels

3 結(jié) 論

(1)PAE與AMDAC之間通過(guò)生成C—O—P化學(xué)鍵產(chǎn)生交聯(lián)作用,該交聯(lián)反應(yīng)使得AMDAC分子的重均相對(duì)分子質(zhì)量和流體力學(xué)直徑增大,增強(qiáng)了AMDAC分子的水化能力,導(dǎo)致凍膠持水能力獲得提高。

(2)PAE與AMDAC的交聯(lián)反應(yīng)使凍膠由單基團(tuán)交聯(lián)(酚醛與胺基交聯(lián))變?yōu)殡p基團(tuán)交聯(lián),凍膠初始網(wǎng)格密度大幅增大,導(dǎo)致網(wǎng)格中的水更加牢固地固定在網(wǎng)格中,因此失水得以抑制。

(3)PAE與AMDAC發(fā)生交聯(lián)后的反應(yīng)產(chǎn)物是一種含氨基的高分子磷酸酯,因此與AMDAC相比,交聯(lián)后的AMDAC熱穩(wěn)定性獲得極大提高,分子鏈不易發(fā)生斷裂,使得凍膠的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,從而顯著改善了高溫條件下凍膠的穩(wěn)定性。