驅油用水溶性聚合物溶液的應用性能由其聚合物溶液的微觀結構所決定,因此在驅油用聚合物合成及配方研究中迫切需要研究其溶液的微觀結構。本文使用原子力顯微鏡(AFM)、環境掃描電鏡(ESEM)和透射電鏡(TEM)觀察了水溶液中聚合物(HAWSP,AP-P4)的微觀結構。研究發現常溫常壓下原子力顯微鏡觀察到的聚合物網絡結構圖案清晰,邊界分辨率高。透射電鏡觀察到的聚合物網絡結構較模糊且網絡結構有斷裂現象。環境掃描電鏡觀測到的網絡結構尺寸大小是AFM觀測到的幾倍甚至是十幾倍。動態光散射(dynamiclightscattering,DLS)結果證明AFM和TEM所觀測到的聚合物結構最接近于真實結構。結果表明使用原子力顯微鏡在觀察水溶性聚合物類樣品時,能夠較真實反映其微觀結構。
為了提高水驅后剩余原油的采收率,目前主要采取堿驅、聚合物驅、表面活性劑驅和復合驅等幾種方法。其中聚合物驅對我國油藏物化環境有較強的適應性。經多年研究和現場應用,聚合物驅的礦場實驗已取得了全面成功。水溶性疏水締合聚合物(HAWSP)的功能是提高水相粘度和降低地層中水的相對滲透率,改善油水前沿的相對流度比,提高驅替體系的波及系數,從而提高原油采收率。通常認為HAWSP在水溶液中建立起來的較高的表觀粘度是由于其產生的空間網絡結構導致的。目前有關水溶性疏水締合聚合物溶液存在微觀網絡結構的實驗驗證手段主要有AFM、ESEM、TEM等。AFM可對物質的表面三維形貌、表面微結構等信息進行綜合測量和分析,由BinnigG等于1986年發明,具有分辨率高、工作環境要求低、待測樣品要求低、成像載體種類多及制樣簡單、不需要重金屬投影等優點。1988年Albrecht等首次將AFM應用于聚合物表面研究。隨著近年來研究的深入,AFM已成為研究高分子尤其是聚合物的一個重要手段。AFM是依靠測量探針和樣品表面的作用力來成像的。在一個對原子間微弱力極其敏感的微懸臂的一端有一個微小探針,當探針在樣品表面掃描至接近原子級間距時,探針尖端的原子與樣品表面的原子之間就會產生極其微弱的相互作用力,從而使微懸臂發生一定程度的彎曲。通過光電檢測系統對微懸臂的偏轉進行掃描,測得其對應于掃描各點的位置變化,將信號放大即得到原子間力的微弱變化的信號,從而獲得樣品表面形貌的信息。這些數據通過軟件處理后就生成材料的表面形貌圖和其表面結構數據或曲線。AFM有3種不同的工作模式:接觸模式、非接觸模式、輕敲模式。3種工作模式各有優點,其中輕敲模式由于既不損壞樣品表面,又有較高的分辨率,因此在聚合物結構研究中應用最為廣泛。
蘇州飛時曼精密儀器有限公司成立于2013年,在2015年,公司獲得江蘇省高新技術企業認證,擁有自主知識產權30多項,研發的多款產品被評為高新技術產品,并通過CE、ISO9001、SGS認證。公司的核心研究方向為光、機、電、算一體化的微納米檢測設備、先進的醫療儀器。飛時曼作為國內自主品牌、蘇州飛時曼精密儀器有限公司,其主要產品有:原子力顯微鏡系列(多模式原子力顯微鏡 FM-Nanoview1000AFM、一體式原子力顯微鏡 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewRa-AFM、光學原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewOp-AFM、教學型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學型掃描隧道顯微鏡 FM-NanoviewT-STM、工業型原子力顯微鏡 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光譜儀RM5000、拉曼光譜儀RM8000、拉曼光譜儀RM9000)。公司自主研發的原子力顯微鏡基本都具備輕敲模式,且作為國內自主研發生產的原子力顯微鏡廠家,只是選配與訂做。