聚丙烯酰胺分子量计算结果及分析

将计算得各聚合物（聚丙烯酰胺）的特性黏度和黏均分子量列入表1。

表1 聚丙烯酰胺的特性黏度与黏均分子量

表1数据显示，KYPAM-1和HPAM的分子量超过2400万，而反相乳液MICROG只有300多万，这表明水溶液聚合法制备的聚丙烯酰胺分子量普遍较高，数量级在107，而反相乳液法制备的聚合物尽管具有一定的黏度，但其分子量难以提高。在相同浓度下，聚合物的分子量越大，其黏度越大，增黏效果也就越好。在钻井液中聚丙烯酰胺作为增黏剂使用，就需要具备超高分子量，以提升其增黏效果。

反相乳液聚合物的特性黏度与实验合成过程中引发剂加量，体系pH值，聚合反应温度等因素有关。

大量研究表明：

① 引发剂含量过高时，聚合物交联点间的相对分子质量过小，聚合物的黏度降低;反之，则活性中心较少，聚合速率慢，导致交联度下降，交联点间的相对分子质量过大，聚合物的黏度也减小。

② 聚合体系pH较小时，溶液呈酸性，聚合体系中存在大量的羧基负离子，且聚合物分子链上也存在部分羧基负离子。根据同性相斥的原理，羧基负离子妨碍单体与链自由基之间的接近，使聚合反应难以进行，导致产物的相对分子质量和黏度均较低。随聚合体系pH的增加，溶液逐渐呈碱性，有一部分单体变成羧酸盐。由于异性相吸作用，聚合体系中电离的正离子在羧基负离子周围聚集，形成正离子屏蔽，使得产物的相对分子质量和黏度增加。

③ 聚合反应的链引发活化能(>100kJ/mol) 通常较链增长活化能(20-30kJ/mol) 高，而链增长通常又是一个放热反应。提高反应温度可以使反应体系中单体和自由基的扩散速率增快，从而使得产物特性黏数上升。但聚合反应温度过高，聚合体系的黏度降低，易发生暴聚，乳胶颗粒变大，严重时发生凝胶。

在实验室条件，我们可以通过寻找较佳配比、引发剂量以及体系pH值和反应温度，提高反相乳液聚合物的分子量。目前国内外也致力于研究制备超高分子量聚丙烯酰胺，但存在技术及工艺难题，很难突破。