第二章 高分子材料的性能

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聚合物堵水剂
它通过在地层中形成凝胶，将出水层位封堵， 降低出水压力，提高油田采收率。
常用的水溶性聚合物堵水剂包括聚丙烯酰胺、聚合物 微球等，常用的油溶性聚合物堵水剂包括酚醛树脂、
环氧树脂等。
聚合物堵水剂是一种用于封堵地层出水的高分 子材料。
聚合物堵水剂主要分为水溶性聚合物和油溶性聚 合物两大类。
聚合物防蜡剂
熔点与结晶温度
高分子材料通常具有较高的熔点 和结晶温度，这些性质与高分子 链的柔性和分子间相互作用有关。
吸水性
高分子材料的吸水性取决于其极 性、分子链的柔性和交联程度， 吸水性对高分子材料的性能和使 用寿命有重要影响。
高分子材料的化学性能
耐化学稳定性
01
油田用高分子材料应具有良好的耐酸、耐碱、耐盐和耐氧化性
油田化学-第二章-油田用 高分子
• 油田用高分子的概述 • 油田用高分子材料分类 • 油田用高分子材料的合成与制备 • 油田用高分子材料的性能评价 • 油田用高分子材料的应用实例
01
油田用高分子的概述
高分子的定义和特性
定义
高分子是由大量重复单元通过共价键 连接而成的长链分子，通常具有较高 的分子量和粘度。
02
油田用高分子材料分类
聚合物驱油剂
聚合物驱油剂是一种用于 提高油田采收率的高分子 材料。
聚合物驱油剂主要分为天 然高分子和合成高分子两 大类。
ABCD
它通过增加水相粘度，降 低油水流度比，扩大驱替 液的波及范围，从而提高 原油采收率。
常用的合成高分子驱油剂 包括聚丙烯酰胺、聚合物 微球等。
聚合物调剖剂
01
聚合物防蜡剂是一种用于抑制原油中蜡晶析出和聚集的高分子材料。

第二章天然高分子1. 概述天然高分子是指来源于生物体内，由大分子有机化合物通过化学键结合而成的高分子化合物。

因为来源于自然界，成本较低、可再生、生物降解，因此具有很好的发展前景。

2. 常见的天然高分子2.1 蛋白质类蛋白质是存在于生物体内的高分子化合物，具有较高的生物活性和生物兼容性，因此被广泛应用于医药、食品等领域。

常见的蛋白质类高分子有胶原蛋白、鱼胶原蛋白、凝血蛋白等。

2.2 多糖类多糖是由单糖分子通过糖苷键结合而成的高分子化合物，其来源较为广泛，具有很好的生物性能和生物兼容性。

常见的多糖类高分子有甲壳素、海藻酸钠、海藻酸钙等。

2.3 树脂类树脂是一种含有苯环结构的高分子化合物，其来源于植物或动物化合物，如蜡、樟脑等。

因其具有较高的强度和硬度，被广泛应用于建筑、造船等领域。

2.4 含氮化合物类含氮化合物是指在分子中含有氮元素的高分子化合物，具有很好的机械性能、耐热性能和生物降解性能。

常见的含氮化合物类高分子包括丝素、硝基纤维素等。

3. 天然高分子的应用由于天然高分子具有很好的生物性能和生物兼容性，因此广泛应用于医药、食品、建筑、化妆品等领域。

下面列举一些常见的应用案例。

3.1 医药领域天然高分子在医药领域的应用主要有以下几个方面：•用于人工肝、血管、人工输液等医疗器械的制造，如聚胺酯、聚丙烯、含氮聚合物等。

•用于植入在人体内的医疗器械或药剂中，如各种药物微球、吸附剂等。

•用于制造人工角膜、骨骼等羟基磷灰石骨材料。

3.2 食品领域天然高分子在食品领域的应用主要有以下几个方面：•用于增稠剂、凝胶剂、稳定剂等，如黄原胶、明胶、卡拉胶等。

•用于保护和包裹食品，如壳聚糖、木聚糖、淀粉等。

•用于制作各种食品材料，如马铃薯淀粉、木薯淀粉等。

3.3 化妆品领域天然高分子在化妆品领域的应用主要有以下几个方面：•用于增稠剂、凝胶剂、稳定剂等，如羟乙基纤维素、壳聚糖等。

•用于改善化妆品的透明度和稠度，如山梨酸酯、黄原胶、聚乙烯醇等。

晶态 非晶态
取向结构 Orientation
决
决
高分子的聚集态 定 聚合物的基本性能特点 定 材料的性能
控制成型加工条件
获 得
预定材料结构
得 到
预定材料性能
高聚物的聚集态
晶态 一般晶态与半晶态
半晶态 取向晶态与半晶态 玻璃态
非晶态 取向态Leabharlann 橡胶态 粘流态液晶态
织态
第二节 结晶高聚物的结构模型
一、樱状微束模型（两相结构模型）
从而存在最大结晶温 度Tmax
Tmax＝（0.80～0.85) Tm
低温
高温
Tmax=0.63 Tm+0.37 Tg-18.5
如: PP Tm=176℃ Tmax=0.85(176+273)K=381K
例 如 定向PS
Tc →Tm时，成核少，但生长快，
容易成为大球晶，不透明，脆，
表面粗糙。
Tc →Tg时，成核多，但生长慢， 容易成为小球晶，可能透明， 脆，表面细致。
这是人们多年来所接受和公认的结晶高聚物的结构模 型。
1、依据： 通过X-衍射
证实：除了有晶 相的衍射环外， 还有由于非晶造 成的弥散环。
2、中心论点： 高聚物只能部分结晶，有晶区，同时也有非晶区，
两相同时并存，一条高分子链可以贯穿好几个晶区和非晶 区，在非晶区中分子链仍是卷曲的。
3、应用： 用此模型可以解释一些实验事实，但有另一些实验事
后来许多聚合物如古塔波胶，PP, 聚α－烯烃，纤维素及衍生物等也相 继培养出了单晶。在电镜下可以清楚 的看到这些单晶具有规则的几何外 形。
Andrew Keller (1925～) 英国
远程有序和进程有序贯穿整个晶体。

适用范围 3×104以下 5×103以下
分子量意义 数均 数均
Mn Mn Mn Mn Mn
M
类型 绝对 相对
沸点升高法
热力学法 气相渗透法 膜渗透法 光学法 光散射法
3×104以下
3×104以下 2×104～1×106 1×104～1×107
数均
数均 数均 重均
相对
相对 绝对 相对
w
超速离心沉降平衡法
i i i n

i
Ni
i
i
i
b.用连续函数表示： M
n



N ( M ) MdM
0



N ( M ) dM


N ( M ) MdM
0
0
常用的几种统计平均分子量
(2)重均分子量（按重量的统计平均）定义为 W M a.用加和表示： M W M
i i i w
W
i

i
i
i
i
b.用连续函数表示：
• ⑵公式推导
（ T , P ） 1
0
纯溶剂的化学位 溶液中溶剂的化学位
0 1
（ T , P ) 1
达到平衡时： （ T , P ）＝ 右式 左式
（ T , P ) 1 (T , P ) 1
（ T , P ) 1
1 P ~ ) T dP 1 (T , P ) V 1
（聚合反应、老化裂解、结构与性能） • 所以既要考虑使用性能，又要考虑加工 性能，我们必须对分子量、分子量分布 予以控制
1-1 高聚物分子量的多分散性 （Polydispersity） （1）高聚物分子量的特点 3 7 ①分子量在10 -10 之间 ②分子量不均一，具有多分散性