压裂施工是油气田增产的重要措施,随着一系列高温、深井压裂作业的出现,急需耐高温、耐剪切、耐盐的压裂液。针对这一要求制备出一系列水溶性高分子,把耐高温、耐盐、抗剪切的功能单体接枝到羧甲基纤维素钠大分子链上,改善合成聚合物的溶液性能。由于以廉价的羧甲基纤维素钠为原料,大大降低了生产成本。 在水相中采用自由基聚合的方法,合成了羧甲基纤维素钠(CMCNa)与丙烯酰胺(AM)的接枝共聚物,系统地研究了引发剂浓度、体系浓度、反应时间、单体配比对产物特性黏数的影响。探讨了羧甲基纤维素钠与丙烯酰胺二元共聚反应的基本规律。结果表明：在本实验体系内可以制备较高特性黏数的CMCNa-g-AM二元共聚物。当引发剂浓度为0.5wt‰,体系浓度为15wt%,反应时间为8h, m (CMCNa):m (AM)=1:4,此时的特性黏数为680.2dL/g。采用FTIR、TG、XRD对产物结构进行了表征。同时采用流变仪对接枝共聚物水溶液在不同温度及离子强度下的流变行为进行了系统研究。结果表明,羧甲基纤维素钠与丙烯酰胺发生了接枝共聚反应；接枝共聚物具有较好的耐温、抗盐性。此外,对接枝共聚物的Fe3+、Cr3+、Zr4+等金属离子交联冻胶的流变研究表明,该接枝共聚物可形成性能优良的冻胶。对聚合物的破胶时间进行的研究表明：可以通过调节破胶剂的加入量,对破胶时间进行控制。 以羧甲基纤维素钠、丙烯酰胺和氮乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,过硫酸铵为引发剂,在水介质中,制备CMCNa-g-(NVP-co-AM)接枝共聚物。采用FTIR、TG、XRD对产物结构进行了表征。系统研究了盐和温度对接枝共聚物水溶液粘度的影响。结果表明：相比于CMCNa-g-AM二元共聚物,对三元聚合物加盐时,其粘度保留率有所提高,在50℃～65℃范围内,聚合物粘度对温度的保留率有所提高。聚合物溶液Cr3+交联凝胶的流变实验结果显示m (NVP):m (AM)=1:5为最优比例,并且显示出三元共聚物CMCNa-g-(NVP-co-AM)相对于二元共聚物CMCNa-g-AM具有更优良的性能。 以羧甲基纤维素钠、丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为原料,在水介质中采用过硫酸铵引发接枝聚合,制备CMCNa/AM/AA/AMPS/DAC五元共聚物。采用FTIR、TG对产物结构进行了表征。系统研究了盐和温度对接枝共聚物水溶液粘度的影响。结果表明：加入盐后,相比于CMCNa-g-AM二元共聚物溶液,聚合物溶液的粘度保留率有所提高,在30℃～70℃范围内,聚合物的耐温性有所提高。聚合物溶液Cr3+交联凝胶的流变实验结果显示出五元共聚物CMCNa/AM/AA/AMPS/DAC相对于二元共聚物CMCNa-g-AM具有更优良的性能。