滕大勇，牛心蕙，徐俊英

（中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院 天津 300131）

疏水締合水溶性聚合物的合成與應(yīng)用研究進(jìn)展

滕大勇，牛心蕙，徐俊英

（中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院 天津 300131）

綜述了疏水締合水溶性聚合物的合成和應(yīng)用的研究進(jìn)展。合成方法包括大分子反應(yīng)法、共聚法、乳液聚合法、陰離子聚合法、活性可控自由基聚合、超聲波法、超臨界二氧化碳介質(zhì)法等，應(yīng)用領(lǐng)域包括石油工業(yè)、涂料工業(yè)、污水處理、生物醫(yī)藥材料、工程材料等，并且展望了新的合成方向和應(yīng)用前景。

疏水締合聚合物；疏水單體；親水單 體；合成；應(yīng)用

20世紀(jì)80年代，Evani與Rose[1]首次提出了疏水締合聚合物（hydrophobic associated polymers）的概念，引起了科學(xué)家們廣泛的關(guān)注和研究。疏水締合水溶性聚合物是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的水溶性高分子材料[2]，其親水性大分子鏈帶有少量疏水基團(tuán)，摩爾分?jǐn)?shù)一般僅為2%～5%。疏水締合作用是指有機(jī)分子溶于水后，由于水分子的結(jié)構(gòu)有排斥有機(jī)分子的傾向，所以有機(jī)分子相互聚集從而減少與水的接觸[3]。在水溶液中，此類聚合物的疏水基團(tuán)由于疏水作用而發(fā)生聚集，大分子鏈產(chǎn)生分子內(nèi)和分子間締合，從而形成了超分子三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，流體力學(xué)體積增大從而具有良好的增粘性。如果溶液很稀并且濃度低于聚合物臨界締合濃度（CAC）時，大分子鏈卷曲，主要發(fā)生分子內(nèi)締合，聚合物的流體力學(xué)體積減小，聚合物濃度增加，疏水基團(tuán)的疏水性和鏈段分布決定了溶液粘度的緩慢上升或者下降。而當(dāng)聚合物濃度高于臨界締合濃度以后，在疏水締合作用下大分子鏈主要產(chǎn)生分子間締合，形成超分子結(jié)構(gòu)的動態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，流體力學(xué)體積增大，粘度急劇上升，從而具有良好的增粘性[4]?？傊?，疏水締合聚合物的溶液結(jié)構(gòu)使聚合物水溶液對溫度、鹽及剪切力的影響顯示出獨(dú)特的流變性，因此在宏觀上表現(xiàn)出良好的增黏性和懸浮性，從而被廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域，尤其是在石油行業(yè)中提高三次采油的采收率、減阻等方面應(yīng)用價值非常大，另外疏水締合水溶性聚合物還在污水污泥處理、涂料工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、工程材料等方面具有重要用途[5]。因而，對疏水締合水溶性聚合物的探索成為近20年來水溶性聚合物領(lǐng)域中最令人感興趣的課題之一。

1 聚合方法

由于親水性單體與疏水性單體極性相差較大，因此合成過程中很難把親水單體與疏水單體充分混合。一般在疏水締合聚合物的合成中有兩種思路，一種是將疏水單體直接連接到水溶性聚合物鏈上的共聚法，產(chǎn)物主要是丙烯酰胺類的共聚物，另一種是先共聚合然后再進(jìn)行官能化的大分子反應(yīng)法，主要用于大分子的疏水改性。隨著研究的發(fā)展，還出現(xiàn)了諸如乳液聚合法、活性離子聚合法、自由基聚合法、超聲波法和超臨界二氧化碳介質(zhì)法等新方法。

1.1 大分子反應(yīng)法（化學(xué)改性法）

大分子反應(yīng)法又被稱為化學(xué)改性法，也就是通過母體聚合物的化學(xué)反應(yīng)，在親水聚合物分子鏈上引入疏水基團(tuán)或者在疏水聚合物分子鏈上引入親水基團(tuán)的方法。這種方法得到的產(chǎn)物相對分子質(zhì)量高，并且可以直接購買市面上的聚合物作為原料，但是也有一定的缺點(diǎn)，反應(yīng)要在聚合物溶液中進(jìn)行，由于溶液的粘度很高，因而反應(yīng)物不容易被混合均勻。此方法多用于合成纖維素衍生物[6-7]和聚乙二醇衍生物[8]。

1.2 共聚法

1.2.1 非均相共聚法（機(jī)械分散法）

非均相共聚也被稱為機(jī)械分散法，是將疏水性單體和親水性單體按比例加入水中，利用機(jī)械攪拌的方法讓疏水單體呈微細(xì)顆粒的形式分散在水中而實(shí)現(xiàn)共聚的方法，是一個非均相的過程。

Hill等人[9]使丙烯酰胺和N-(4-乙基)苯基丙烯酰胺在水中發(fā)生共聚，制得疏水締合聚合物。反應(yīng)是在機(jī)械攪拌下進(jìn)行的，N-(4-乙基)苯基丙烯酰胺以微細(xì)粉末狀均勻地分散在丙烯酰胺水溶液中，微粒隨體系轉(zhuǎn)化率的不斷增加而逐漸溶解。這種方法得到的產(chǎn)物是由投料組成決定的，因此很難控制聚合物的組成，疏水單體的結(jié)合量較低。如果疏水單體含量非常低下，反應(yīng)體系最終可形成均相。但在疏水單體含量較高，無論反應(yīng)時間再怎么增加，反應(yīng)溶液始終是渾濁的，而在此階段，大多數(shù)丙烯酰胺已經(jīng)成了聚合物[10]。Hill等人認(rèn)為非均相共聚物中疏水單體單元是無規(guī)分布的，疏水單體的低溶解度和丙烯酰胺高的聚合速率并不是非均相共聚的限制因素。Bock等人[11]在研究疏水鏈更長的N-十二烷基丙烯酰胺類的共聚物時同樣也證明了這點(diǎn)。

Hill等人的研究表明，非均相共聚法只能制得含有低疏水單元（摩爾分?jǐn)?shù)為 1%）的無規(guī)共聚物，而這種共聚物沒有良好的締合行為，而提高疏水單體投入量，又有可能得到難溶甚至不溶于水的共聚物。

1.2.2 均相共聚法（共溶劑法）

均相共聚又稱為共溶劑法，是將疏水單體和親水單體溶于共同的單一溶劑或混合溶劑中實(shí)現(xiàn)共聚合的方法，是均相過程。Ezzell等人[12-13]和 Dowling[14]等人的研究表明，這種方法克服了疏水單體與水溶性單體不共溶的問題，但是常出現(xiàn)的現(xiàn)象是共聚成的聚合物不能溶解在混合溶劑中，從而成為了沉淀聚合。由于聚合物在低分子質(zhì)量下就從溶液中析出，因此用均相共聚法合成的疏水締合型聚合物相對分子質(zhì)量較低，在水溶液中疏水締合效應(yīng)不明顯。

1.2.3 膠束共聚法

膠束聚合法是制備高分子量疏水聚合物的一種常用方法，也是制備增粘性好的疏水締合聚合物的最有效的方法[15-16]。這種方法通過在水中加入表面活性劑來溶解疏水單體，使疏水單體進(jìn)入表面活性劑分子形成的膠束中發(fā)生聚合。這種聚合方法實(shí)際上是一種微觀的非均相過程。

Turner[17]在乳液聚合的基礎(chǔ)上，發(fā)明了膠束聚合共聚法，以克服親水單體與疏水單體在水中不相溶導(dǎo)致的共聚困難。McCormick等人[18]利用膠束聚合法，以N-烷基丙烯酰胺為疏水單體，合成了二元共聚物AM/N-烷基丙烯酰胺。發(fā)現(xiàn)疏水基團(tuán)碳鏈越長，二元共聚物的水溶性越差，并且隨著疏水單體比例的增加，聚合物溶液的表觀粘度對溶液濃度的依賴性變大。張瑾[19]以丙烯酸高級酯作為疏水單體，與親水單體N-乙烯基吡咯烷酮采用自由基膠束共聚合法，合成了一類新型的疏水締合聚合物。親水單體N-乙烯基吡咯烷酮五元環(huán)側(cè)基的空間位阻，可以提高分子鏈的剛性，因此，與親水單體是丙烯酰胺合成的聚合物相比，這種新型的疏水締合聚合物具有更好的抗鹽耐溫性能。王瑞芳[20]采用自由基膠束聚合方法，合成了聚丙烯酰胺-丙烯酸十八烷基酯的水溶性疏水締合聚合物，對其性能影響因素進(jìn)行研究，得出的結(jié)論是隨著疏水單體鏈節(jié)含量的增加，聚合物特性粘數(shù)隨之減小，也就是說溶液中大分子鏈團(tuán)的流體力學(xué)體積減小，疏水締合作用增強(qiáng)；同時對其性能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，此聚合物表現(xiàn)出明顯的抗鹽耐溫性。吳曉燕等[21]通過自由基膠束共聚后加堿水解的方法，以N-芐基-N-辛基丙烯酰胺(BOAM)和丙烯酰胺(AM)為原料，合成了三元疏水締合型共聚物(AM-NaA-BOAM)，并且對共聚物溶液的流變性能和影響因素進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，隨著溶液中共聚物濃度的增加，高于臨界締合濃度時，表觀黏度迅速增加，聚合物水溶液表現(xiàn)出明顯的疏水締合行為；并且共聚物溶液具有良好的黏彈性、儲能模量(G′)和損耗模量(G″)，有較強(qiáng)的耐溫抗鹽能力。劉磊等[22]采用膠束聚合方法，以丙烯酰胺(AM)、對特丁基苯乙烯(tBS)和對乙烯基苯磺酸鈉(SSS)為原料合成了陰離子型三元疏水締合聚合物(PAtBS)，性能研究結(jié)果表明產(chǎn)物具有良好的耐溫抗鹽性能。

在膠束共聚中，以分子態(tài)溶于水中的是水溶性單體，被增溶于膠束中或與表面活性劑形成混合膠束的是疏水單體。體系內(nèi)的平均濃度遠(yuǎn)低于膠束微區(qū)內(nèi)疏水單體的局部濃度。因此，膠束聚合和均相聚合不同，這種單體分布的微觀不均勻直接影響了兩類單體間的共聚行為，并影響著最終形成的疏水締合型聚合物的結(jié)構(gòu)。

1.3 乳液聚合法

1.3.1 微乳液聚合

微乳液是溶脹的膠束體系，只是分散相的液滴密集且較大(8～80nm)，聚合物自由基在兩相間傳遞的幾率會更大，嵌段聚合的效率更高，而且可以人為控制分子鏈中疏水性嵌段部分含量。高保嬌等[23]以苯乙烯 (St)為分散相，丙烯酰胺(AM)的水溶液為連續(xù)相，表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚，構(gòu)成微乳液共聚合體系，合成了水溶性雙親嵌段共聚物，并測定了其流變性能，結(jié)果表明，隨攪拌轉(zhuǎn)速提高，聚合物水溶液表觀黏度增大，剪切增稠，呈脹塑型流體的特征。張海波等[24]采用微乳液聚合，以甲基丙烯酸十八酯(SMA)與丙烯酰胺為原料合成疏水締合聚合物，測定其性能得出聚合物水溶液臨界締合濃度為0.6g·dL-1，疏水締合聚合物表現(xiàn)出較強(qiáng)的鹽增粘效應(yīng)和抗鹽性；12% SMA的疏水締合聚合物水溶液表現(xiàn)出剪切增粘和假塑性流體行為。

1.3.2 反相微乳液聚合

反相微乳液聚合是將水溶性單體和疏水單體在油包水乳化劑作用下，以有機(jī)物為連續(xù)相形成油包水微乳液，再以油溶性或水溶性引發(fā)劑引發(fā)聚合的方法，其特點(diǎn)是反應(yīng)速度快，分子量高，產(chǎn)物溶液后處理簡單。趙勇等[25]在反相微乳液體系中合成了疏水締合型聚丙烯酰胺(HAPAM)，測定其水溶液性能，并與傳統(tǒng)膠束聚合法制備的HAPAM做了比較。結(jié)果顯示，反相微乳液聚合法合成的HAPAM有更優(yōu)越的耐鹽和抗剪切性能，這主要是因?yàn)槠浯蠓肿渔溕鲜杷簿蹎误w呈無規(guī)分布而不是呈嵌段分布，其疏水分子鏈以分子間而不是分子內(nèi)締合為主。呂鑫[26]從疏水締合聚合物分子設(shè)計(jì)出發(fā)，采用反相微乳液法聚合AM/C18DMAAC/Styrene水溶性疏水締合 聚合物，得到新型疏水締合聚合物HWS，并對其進(jìn)行了一系列性能評價，發(fā)現(xiàn)其具有兩個臨界締合濃度，在第一臨界締合濃度以上，在現(xiàn)場污水中仍然能夠表現(xiàn)出良好的耐溫抗鹽能力，比現(xiàn)場應(yīng)用的超高分子量聚合物具有更高的耐溫抗鹽性能。

1.3.3 無皂乳液聚合

由于膠束共聚時表面活性劑對聚合物溶液性質(zhì)有一定影響，并且后續(xù)處理比較復(fù)雜，因此雙親性大分子被設(shè)計(jì)出來。這類單體由于具有雙親性因而可以進(jìn)行無皂乳液聚合，即在反應(yīng)過程中不加乳化劑或者僅加入微量乳化劑(濃度小于臨界膠束濃度CMC)直接進(jìn)行傳統(tǒng)的自由基水溶液聚合。優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件簡單，并且后處理方便，適合在工業(yè)化生產(chǎn)中進(jìn)行推廣。Schulz等[27]在過硫酸鉀的引發(fā)下，采用雙親性大分子單體壬基酚聚氧乙烯丙烯酸酯，制備了疏水締合水溶性聚丙烯酰胺，轉(zhuǎn)化率可達(dá)70%～85%，隨著雙親性大分子含量增加，聚合物的相對分子質(zhì)量有所減小，該聚合物具有明顯的增黏作用。楊秦歡等[28]用無皂乳液聚合法，以甲基丙烯酸甲酯、含氟單體、丙烯酸丁酯和陽離子單體為原料合成了疏水締合聚合物，此聚合物穩(wěn)定性較好。

1.4 陰離子聚合法

陰離子聚合是唯一能按分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來合成并控制分子結(jié)構(gòu)的聚合方法，可以用于合成特定聚合物，如支化聚合物、嵌段共聚物和末端帶有官能團(tuán)的聚合物等，并且可以控制產(chǎn)品性能，即使反應(yīng)按照設(shè)計(jì)的分子結(jié)構(gòu)、分子質(zhì)量及分布進(jìn)行。Creuts等[29]用該方法合成了甲基丙烯酸-2-二甲氨基乙酯與甲基丙烯酸叔丁酯的聚合物，經(jīng)定量季銨化得到雙親聚合物。Zhang Hongmin等人[30]利用陰離子聚合法合成了苯乙烯接枝的1-乙氧基甲基丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物[(EEMA-co-GMA)-g-St]，這是一種親水主鏈上帶有少量疏水側(cè)鏈的兩親梳狀聚合物。Tsitsilianis等[31]還研究了陰離子聚合的聚丙烯酸遠(yuǎn)螯型疏水聚合物。

1.5 活性可控自由基聚合

活性可控自由基聚合是將活性聚合和自由基聚合結(jié)合，可以合成具有新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的聚合物、不同成分的聚合物以及在高分子或各種化合物的不同部分鏈接官能團(tuán)，適用單體較多，產(chǎn)物的應(yīng)用較廣，工業(yè)化成本較低?；钚宰杂苫酆献?0世紀(jì)90年代逐漸發(fā)展分化為3種可控活性自由聚合(CRP)，包括氮氧自由基聚合(NMRP)、可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合法(RAFT)和原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)。蔣春勇等[32]采用光引發(fā)自由基聚合法，用丙烯酰胺和疏水單體十八烷基二甲基烯丙基氯化銨合成了星型疏水締合聚丙烯酰胺(SHMPAM)，研究了SHMPAM的溶液性質(zhì)，臨界締合濃度為1000～1250mg·L-1，在模擬油藏條件下與AP-P4溶液的耐溫、抗鹽和抗剪切性能相似，且性能優(yōu)于HPAM溶液。

1.6 超聲波法

超聲波法是通過超聲波使水溶性單體和油溶性單體之間形成乳液，并打斷各均聚物的高分子鏈，生成聚合物自由基，達(dá)到聚合目的。但這種方法很難控制嵌段長度和嵌段比，也難得到高相對分子質(zhì)量的共聚物，隨機(jī)性較強(qiáng)。

1.7 超臨界二氧化碳介質(zhì)法

在超臨界二氧化碳中制備疏水締合水溶性聚合物是一種十分有效的方法，也是目前比較新穎的方法。超臨界二氧化碳作為聚合反應(yīng)的介質(zhì)，使極性差別很大的油溶性單體和疏水性單體能夠達(dá)到分子水平的混合，從而使聚合反應(yīng)易控制， 所制備的產(chǎn)物無需干燥，未反應(yīng)的單體可通過超臨界二氧化碳抽提去除。由于不使用表面活性劑，因而最終產(chǎn)物的純度較高。

何濤等[33]研究了超臨界二氧化碳條件下，丙烯酸1,1-二氫全氟辛酯 (FOA)對聚丙烯酸疏水改性的共聚反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含氟丙烯酸酯的產(chǎn)率與通常聚合方法相比得到很大提高；反應(yīng)時間也從24h縮短到4h，也更容易對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行后處理。同時發(fā)現(xiàn)共聚反應(yīng)受溫度的影響，共聚物水溶液粘度受酸堿度的影響，與改性聚丙烯酰胺不同，改性聚丙烯酸水溶液粘度隨FOA含量的增加而單調(diào)上升，也證明了分子間締合的存在。楊東元等[34]設(shè)計(jì)了聚合物的分子結(jié)構(gòu)，在超臨界CO2條件下，按照設(shè)計(jì)好的聚合物的分子結(jié)構(gòu)，以馬來酸?；撬釂熙０坊a(chǎn)物(MTS)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)和丙烯酰胺(AM)為單體，合成含氟疏水締合聚合物驅(qū)油劑。并且對產(chǎn)物進(jìn)行了性能研究，發(fā)現(xiàn)該聚合物比傳統(tǒng)的丙烯酰胺驅(qū)油劑增粘效果更好，同時具有優(yōu)良的耐溫抗鹽性能，可以滿足高溫、高礦化度聚合物驅(qū)油的要求。

2 疏水締合聚合物的應(yīng)用

2.1 石油工業(yè)

在油氣開采過程中，尤其是在三次采油中，水溶性聚合物用量很大并且無法替代。現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是丙烯酰胺類PAM和黃原膠，但是PAM存在的問題是耐溫、耐鹽，以及抗剪切性差，而黃原膠在高溫下易生物降解并且價格昂貴。而疏水締合聚合物上的親水部分可以使聚合物溶于水相體系，疏水部分可使其發(fā)生聚集，從而在溶液中形成可逆的締合結(jié)構(gòu)，與常規(guī)聚合物溶液相比，具有增粘、抗溫、耐鹽和抗剪切的能力[35-37]，所以新型的耐溫耐鹽型疏水締合聚合物將會成為其良好的替代品，以滿足現(xiàn)場施工的需要，應(yīng)用于油氣開采中的鉆井、堵水調(diào)剖和三次采油領(lǐng)域[38]。蔣玲玲等[39]研究了疏水締合聚合物在高密度鉆井液中的應(yīng)用，疏水締合聚合物和膨潤土共同作用形成自身大的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在低溫、高溫和高溫老化后，都能夠有效提高鉆井液的懸浮性，并且疏水締合聚合物表現(xiàn)出良好的耐溫耐鹽和耐剪切性，證明了利用疏水締合聚合物解決目前深井鉆井液的流變性問題是可行的。

2.2 涂料工業(yè)

疏水締合型聚合物具有獨(dú)特的流變性和耐鹽性，在臨界締合濃度以上，形成分子間締合為主的分子結(jié)構(gòu)，增大了流體力學(xué)體積，因此可以很好地用于水基涂料的增稠劑，從而為無有機(jī)溶劑、無污染、高性能涂料的發(fā)展創(chuàng)造了契機(jī)。周明等人[40]綜述了疏水締合水溶性聚合物在水性涂料中的研究進(jìn)展，研究表明，在水溶性聚合物分子中引入少量疏水基團(tuán)就能給聚合物水溶液的流變性帶來極大影響，如增稠效應(yīng)、觸變指數(shù)、粘度及穩(wěn)定性等。在水基涂料中加入這種疏水改性聚合物可分別調(diào)整高、低剪切速率時的粘度，克服了膠態(tài)分散體在剪切速率較低時粘度往往偏高，而使涂料的流動性和流平性劣化，剪切速度較高時粘度又往往偏低，致使涂料不能順利地從棍涂機(jī)轉(zhuǎn)移到被涂物上的缺點(diǎn)。黃雪紅等人[41-42]在研究中也發(fā)現(xiàn)，疏水改性的聚乙烯醇及疏水締合型聚合物丙烯酰胺/丙烯酸十四酯(AM/TA)共聚物具有良好的增稠及抗鹽性，可較好地對水基涂料進(jìn)行增稠。

2.3 污水處理

疏水締合水溶性聚合物因分子鏈上可同時帶陰、陽離子基團(tuán)且含少量不同烴類疏水基團(tuán)，因此在污水、污泥處理中具有獨(dú)特的功能[43]。特別是陽離子型丙烯酰胺疏水締合型絮凝劑自帶一部分疏水基團(tuán)，由于疏水締合作用而使聚合物分子鏈間的相互作用增強(qiáng)，從而有更強(qiáng)的吸附架橋作用，因此能獲得更強(qiáng)的絮凝能力。同時，疏水基團(tuán)的引入可增強(qiáng)聚合物與有機(jī)物的相互作用，在攪拌條件下，絮凝劑在水中擴(kuò)散后，與水中的膠體或微粒充分接觸，分子鏈上有很多活性基團(tuán)如-C0NH2，能與膠體或顆粒形成氧鍵而結(jié)合，所以能吸附2個以上的膠體或微粒，降低絮體的親水性，再借助自身的長鏈特征把膠體和微粒連接在一起，因此密度相對變大，便沉淀下來，在此過程中加快了絮體沉降速度，滿足污泥脫水的需要[44]。沈一丁等[45]用自由基膠束共聚法，以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)、丙烯酸十八酯(OA)為單體，制得疏水締合型陽離子共聚物PADO，研究其溶液性能，發(fā)現(xiàn)在PADO水溶液中，存在強(qiáng)烈的分子間締合作用，并且驗(yàn)證該疏水締合聚合物對造紙中 段廢水的絮凝效果，發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用效果要優(yōu)于以前常用的聚合氯化鉛、聚合硫酸鐵和非離子PAM。

2.4 生物醫(yī)藥材料

水溶 性兩親聚合物由于分子鏈上同時帶有親水與憎水基團(tuán)、功能性基團(tuán)，可以通過靜電、疏水、氧鍵等相互作用在 合適條件下自組裝形成具有規(guī)則結(jié)構(gòu)、尺寸在納米尺度的膠束、微粒、空心微囊等復(fù)合體。尤其對于嵌段型的 疏水締合聚合物，明顯的親水性差異可使其在水溶液中更容易自組裝成膠束。Ren等人[46]利用ATRP法合成了一系列疏水締合型聚合物用來制備超順磁的多功能聚合物囊泡，用于對超靈敏的磁共振成像和藥物輸送，疏水內(nèi)核的表面張力與親水外殼內(nèi)相鄰鏈段的靜電排斥力之間的平衡決定其形成膠束的尺寸。另外，一些含功能性官能團(tuán)的疏水締合聚合物形成的水凝膠具有環(huán)境響應(yīng)性，如pH反應(yīng)性和溫敏性等，因此可以做成智能性凝膠，應(yīng)用于緩控釋藥物、酶的包埋、人工器官材料、蛋白質(zhì)電泳、接觸眼鏡片等。此外，多糖和膽汁酸本身可生物降解，并且膽汁酸自身具有兩親性，因此可以對多糖進(jìn)行疏水改性，所得疏水締合產(chǎn)物生物相容性好，易于和酶、蛋白質(zhì)和類酯相互作用，而被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)方面[47]。

2.5 工程材料

現(xiàn)在，大多數(shù)的高分子都具有絕緣性，因此很容易積累電荷而產(chǎn)生靜電。如果可以通過分子設(shè)計(jì)，合成兩親疏水締合聚合物，可以用作抗靜電劑或抗靜電材料，既具有高分子基良好的相容性，又具有永久抗靜電性。另外，減阻劑的主要類型之一是高分子減阻劑，而不可逆的剪切降解是限制高分子減阻劑實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵問題[48]，由于疏水締合聚合物具有良好的剪切可逆性，有望在高分子減阻劑的應(yīng)用中起到重要作用。

3 結(jié)論和展望

總之，疏水締合水溶性聚合物由于其獨(dú)特的特性，已成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。合成方式也更加多樣高效，應(yīng)用也越來越廣泛?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用的是單一聚合方法，存在的缺陷是只能應(yīng)用于有限單體，相信隨著人們對其合成方法的進(jìn)一步探索，可以將幾種聚合方法相結(jié)合制備新型結(jié)構(gòu)的疏水締合聚合物。而隨著人們對疏水締合聚合物結(jié)構(gòu)和性能的更深入的研究，也可以開辟其更大的應(yīng)用空間和更多樣化的應(yīng)用領(lǐng)域。

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Research Progress in Preparation and Application of Water-Soluble Hydrophobic Associating Polymers

TENG Da-yong, NIU Xin-hui, XU Jun-ying
(CNOOC Tianjin Chemical Research & Design Institute，Tianjin 300131, China)

The research progress on preparation and application of water-soluble hydrophobic associating polymers was introduced. The main synthetic methods included macromolecular reactions, copolymerization method (heterogeneous process, homo-generous process, micellar copolymerization), emulsion polymerization(micro emulsion polymerization, inverse microemultion polymerization, soap-free emulsion polymerization), living anion polymerization, living controlled free-radical polymerization, ultrasoni c method, polymerization in supercritical carbon dioxide. The application f elds included oil industry, coating industry, sewage treatment, biomedical materials, engineering materials, etc. At last, new synthetic direction and application prospect were discussed.

hydrophobic associated polymer; hydrophobic monomer; hydrophilic monomer; synthesis; application

TQ 316.3

A

1671-9905(2014)05-0034-06

2014-03-06