萬 華，朱趁安，葉 智，趙 靜，王 婉

（西安長慶化工集團(tuán)有限公司，陜西西安 710018）

聚合物微球具有耐溫抗鹽性好，適宜的膨脹性等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來得到了廣泛關(guān)注，在油田深部調(diào)剖方面取得了較好效果[1-2]；聚合物微球的粒徑大小及分布范圍，是聚合物微球深部調(diào)剖應(yīng)用于地層孔喉大小的重要依據(jù)，直接影響深部調(diào)剖的效果。目前，聚合物微球沒有國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，粒徑的檢測沒有具體的操作方法，檢測的準(zhǔn)確性差。目前，測試聚合物微球粒徑的主要方法有：（1）激光粒度分布儀；（2）動態(tài)光散射（DLS）；（3）掃描電鏡（SEM）；（4）X 射線衍射法等[3-6]。

本文分析了激光粒度分布儀檢測過程中常見問題及原因，找到了一種洗滌方法，保障了檢測的準(zhǔn)確性。

1 材料和常見問題

1.1 主要儀器及試劑

激光粒度分布儀：Bettersize2000，丹東百特儀器有限公司；乙醇、甲醇、丙酮、甲醇鈉、二氯甲烷、二異丙醚、正丁烷、環(huán)己烷、甲苯、二甲苯、互溶劑A 均為分析純；聚合物微球：實(shí)驗(yàn)室自制。

1.2 激光粒度分布儀檢測過程常見問題

1.2.1 激光粒度分布儀法主要檢測過程 將樣品配制成一定濃度的水溶液，加入到激光粒度分布儀樣品池中，當(dāng)遮光率達(dá)到儀器最低濃度要求時(shí)，開始檢測，得出聚合物微球粒徑及分布。

1.2.2 粒度儀法常見問題 從圖1 和圖2 可看出，同一樣品，激光粒度分布儀檢測后出現(xiàn)了多種波峰狀態(tài)，部分粒度分布圖中出現(xiàn)了雙峰、多峰、寬峰等現(xiàn)象，檢測結(jié)果差異大，給聚合物微球真實(shí)粒徑的判斷造成困擾。

原因是：為了保障檢測的準(zhǔn)確性和全面性，激光粒度儀在檢測過程中，需要對配制的樣品水溶液進(jìn)行循環(huán)，而聚合物微球在合成過程中加入了有機(jī)溶劑和乳化劑[7-8]。乳化劑及有機(jī)溶劑以多種形式存在水溶液中：（1）以液滴的形式存在，形成小圓球或團(tuán)狀物，其粒徑達(dá)到幾百微米甚至幾毫米，造成容易出現(xiàn)雙峰；（2）吸附在聚合物微球表面，形成乳化層，影響聚合物微球粒徑的大小；（3）為保障檢測的準(zhǔn)確性和全面性，溶液都需要進(jìn)行循環(huán)，聚合物微球中的乳化劑等表面活性劑在循環(huán)過程中容易與空氣形成氣泡，往往可達(dá)到幾十至上千微米，從而圖譜中出現(xiàn)雙峰、多峰現(xiàn)象。

1.3 油相殘留率的計(jì)算

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16488-1996《水質(zhì) 石油類和動植物油的測定 紅外光度法》進(jìn)行檢測計(jì)算。

2 結(jié)果與討論

2.1 油相殘留率的測定方法

2.2 洗滌方法

為排除、減少聚合物微球溶液中有機(jī)溶劑、乳化劑等的干擾，必須進(jìn)行洗滌。具體方法為：向聚合物微球水溶液中加入與水互不相溶，與聚合物微球溶液中的有機(jī)溶劑和乳化劑互溶的互溶劑，在高速攪拌下，將聚合物微球中的有機(jī)溶劑和乳化劑從聚合物微球和水中分離出來，進(jìn)入互溶劑，靜置分離，得到清澈、透明成份單一的聚合物微球溶液。

GBT 16488-1996 水質(zhì)-石油類和動植物油的測定（紅外光度法）。

圖1 多峰圖Fig.1 Multimodal figure

圖2 雜峰圖Fig.2 lmpurity peak figure

2.3 互溶劑

油相中包含有乳化劑、有機(jī)溶劑等，成份復(fù)雜，互溶劑對油相的洗滌好壞，直接影響著最終檢測的準(zhǔn)確性。固定其它條件，加入不同的溶劑，洗滌足夠長的時(shí)間，對比油相的殘留率。

圖3 互溶劑Fig.3 Mutual solvent

從圖3 可看出，不同的溶劑，洗滌后油相殘留率不同，利用乙醇洗滌后，油相殘留率為54 %，而利用互溶劑A 洗滌后，油相殘留率最低，僅為5 %。這是因?yàn)椴煌幕ト軇┡c有機(jī)溶劑、乳化劑溶解度不同，疏水性不同，在水溶液中分離效果差異較大。最佳的互溶劑為互溶劑A。

2.4 互溶劑加量的確定

固定其它條件，考察溶劑加量對殘留率的影響。

圖4 互溶劑加量Fig.4 Mutual solvent dosage

從圖4 可看出，隨著互溶劑A 加量的提高，油相殘留率降低，互溶劑A 加量為清水的4 %時(shí)，油相殘留率最低為5 %，互溶劑A 加量再提高，油相殘留率開始增加。這是因?yàn)楫?dāng)互溶劑加量低于4 %時(shí)，隨著互溶劑加量的增加，有機(jī)溶劑、乳化劑進(jìn)入互溶劑的量逐漸增加；當(dāng)互溶劑加量高于4 %時(shí)，隨著互溶劑加量的增加，互溶劑在水中的殘留度增加。因此，互溶劑A 的最佳加量為清水4 %。

2.5 洗滌時(shí)間

固定其它條件，考察洗滌時(shí)間對殘留率的影響。

圖5 洗滌時(shí)間Fig.5 Washing time

從圖5 可看出，隨著洗滌時(shí)間延長，殘留率降低，當(dāng)洗滌60 min 后，殘留率最低為5 %，隨著洗滌時(shí)間的延長，殘留率不再降低。這是因?yàn)?，攪拌時(shí)有機(jī)溶劑、乳化劑與水分離，進(jìn)入互溶劑，隨著攪拌時(shí)間的延長，有機(jī)溶劑、乳化劑在水溶液中達(dá)到平衡，不再降低。因此，最佳洗滌時(shí)間為60 min。

2.6 靜置時(shí)間

固定其它條件，考察靜置時(shí)間對殘留率的影響。

圖6 靜置時(shí)間Fig.6 Standing time

從圖6 可看出，隨著靜置時(shí)間延長，殘留率降低，當(dāng)靜置50 min 后，殘留率最低為5 %，隨著靜置時(shí)間的延長，殘留率不再降低。這是因?yàn)橛袡C(jī)溶劑、乳化劑從水中脫離后，進(jìn)入互溶劑，受重力、密度差的作用，互溶劑與水逐漸分離，隨著時(shí)間的延長，互溶劑與水完全分離。因此，最佳靜置時(shí)間為50 min。

2.7 洗滌后

表1 檢測結(jié)果對比表Tab.1 Comparison of test results

圖7 洗滌后檢測結(jié)果Fig.7 After washing test results

從圖7 可看出，利用激光粒度分布儀對洗滌后聚合物微球檢測，檢測數(shù)據(jù)平行、穩(wěn)定，可靠性高，重復(fù)性為99.02 %，有效的排除了聚合物微球中有機(jī)溶劑等的干擾。

3 結(jié)論

（1）確定了聚合物微球最佳洗滌條件，互溶劑A加量4 %、洗滌60 min，靜置50 min。

（2）利用互溶劑在水溶液中洗滌聚合物微球，有效降低了油相殘留率，避免了微球中有機(jī)溶劑造成的影響，有效的提高了聚合物微球粒徑檢測的準(zhǔn)確性，重復(fù)性達(dá)到99.02 %。

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