Композиции модификатора реологии и способы их использования

Композиции модификатора реологии и способы их использования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

В данной заявке утверждается приоритет предварительной заявки на патент США №61/337,927, поданной 12 февраля 2010 года и предварительной заявки на патент США №61/436,944, поданной 27 января 2011 года, обе из которых включены в данную заявку в качестве ссылки в полном объеме.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к полимерному модификатору реологии для использования в водных средах. Композиция содержит катионный или поддающийся катионизации полимер и анионный полимер. Композиция имеет дзета потенциал, который не равен нулю. Настоящее изобретение имеет множество применений, например жидкости для обработки подземных пластов, чистящие составы и гидрофильные композиции для личной гигиены, которые могут быть в форме мыла для рук или тела (жидкого или брусков), губной помады, геля для душа, средства для снятия макияжа, очистителя для кожи, кондиционера для волос, увлажняющего средства для кожи или волос.

Уровень техники

Существует постоянная нерешенная необходимость в полимерных композициях, имеющих улучшенные реологические и эстетические свойства в водных средах.

Синтетические полимерные модификаторы реологии типично попадают в одну из четырех категорий: щелочно-растворимые эмульсионные («ASE») полимеры, гидрофобно модифицированные щелочно-растворимые эмульсионные («HASE») полимеры, гидрофобно модифицированные этоксилированные уретановые («HEUR») полимеры и гидрофобно модифицированные неионные полиольные («HNP») полимеры. HASE, типично представляет собой эмульсию низкой вязкости при низких pH. Для увеличения вязкости эмульсию нейтрализуют до pH выше 7, предпочтительно выше 8. Когда он нейтрализован, HASE набухает и становится вязким. Гидрофобные модификации, например, терпеновые алкоксилатные компоненты, действующие как клеи, и расширенные гидрофильные щетки на акрилатной основе несут ответственность за создание набухших 3-D структур в виде вязких гелей. ФИГ. 1 показывает идеализированную схему набухания HASE полимера при щелочном pH. В частности, ФИГ. 1 показывает эмульсию 2 низкой вязкости, содержащую HASE латексную частицу 4, которая взаимодействует с основанием и образует вязкий раствор 6, имеющий HASE 3D сеть 8.

HASE и ASE полимеры, см., например, описанные в патенте США №3,035,004, патенте США №5,292,843, патенте США №6,897,253, патенте США №7,288,616, патенте США №7,378,479 и публикации патента США №2006/0270563, каждый был широко использован в качестве модификаторов реологии в водных системах.

Однако существует постоянная потребность в композициях с повышенной устойчивостью к высоким концентрациям солей и повышенной устойчивостью к потенциально высоким температурам, которые задействованы в некоторых из их применений.

Например, существует необходимость совершенствования полимерных композиций для использования в разнообразных способах добычи природного газа и сырой нефти из подземных пластов. Один из таких методов представляет собой гидроразрыв подземного пласта, который проводят для увеличения добычи нефти и/или газа. Гидроразрыв вызван нагнетанием вязкой жидкости гидроразрыва или пены при высоком давлении (далее - давление нагнетания) в скважину с образованием трещины. При образовании трещины, материал в виде частиц, который называют «расклинивающим агентом» или «проппантом», помещают в пласт для поддержания трещины в расклиненном состоянии, когда высвобождают давление нагнетания. Покрытые и/или непокрытые частицы часто используют в качестве проппантов для поддержания открытых трещин, вызванных гидроразрывом подземного пласта, например, нефте- или газоносного слоя. Частицы типично используют, чтобы расклинить трещины, которые в общем содержат песок или спеченные керамические частицы, при образовании трещины, проппанты переносят в трещину путем суспендирования их в дополнительной жидкости или пене для заполнения трещины суспензией проппанта в жидкости или пене. После высвобождения давления, проппанты формируют пакет, который служит для фиксации открытых трещин. Таким образом, проппанты увеличивают добычу нефти и/или газа путем обеспечения проводящего канала в пласте. Степень стимуляции, предоставляемая обработкой гидравлической трещины, во многом зависит от параметров пласта, проницаемости трещины и ширины расклинивания трещины.

В нефтяном месторождении, есть необходимость в проппантном носителе, который является вязкоупругой средой, что может предотвратить осаждение проппантов или песка при расположении в трещинах. Две наиболее распространенных химические добавки находятся на рынке: природные полимеры (гуары и т.д.) и вязкоупругие системы поверхностно-активных веществ (VES). Гуар и VES являются существующими проппантными носителями, используемыми в жидкостях гидроразрыва. Гуар является полисахаридом и используется на протяжении многих десятилетий. VES при гидроразрыве используют приблизительно десять лет. Вязкоупругие поверхностно-активные (VES) жидкости являются не содержащими полимер жидкостями, которые образуют вязкости, приемлемые для операций гидроразрыва без применения полимерных добавок. Вязкость VES жидкости создается путем самосборки молекул поверхностно-активного вещества в водном растворе. Использование синтетических полимеров, таких, как полиакриламиды, полиакрилаты и другие сополимеры самих по себе или в комбинации с VES или гуаром и/или использование различных агентов перекрестной сшивки является более недавним.

Публикация патентной заявки США №2009/0145607, выданной Li et al под названием «Жидкости гидроразрыва высокой температуры и способ применения» описывает жидкость для обработки подземного пласта, которая содержит: водный раствор полисахарида, полиакриламида, агента перекрестной сшивки, и менее, чем 0,1% по массе любого глиняного компонента, в котором полиакриламид присутствует в количестве от приблизительно 0,01 процента до 1 процента по массе жидкости. В осуществлении полисахарид выбирают из карбоксиметилгидроксипропилгуара (CMHPG), гидроксипропилгуара, гуара и их комбинаций.

Публикация патентной заявки США №2006/0270563, выданная Yang et al., описывает HASE сополимер, также известный как pH чувствительный полимер. Yang et al. также описывает композицию гидроразрыва, содержащую воду, и данный pH чувствительный полимер и проппант.

Ряд не содержащих полимеров водных жидкостей гидроразрыва основан на вязкоупругих поверхностно-активных веществах. Основные преимущества вязкоупругих поверхностно-активных жидкостей представляют собой легкость получения, минимальный ущерб при формировании и высокую остаточную проницаемость проппантного пакета. Вязкоупругие поверхностно-активные жидкости описаны, например, в патентах США №4,615,825, 4,725,372, 4,735,731, СА-1298697, патентах США №5,551,516, 5,964,295, 5,979,555 и 6,232,274. Одна из известных не содержащих полимеров водных жидкостей гидроразрыва, содержащая вязкоупругое поверхностно-активное вещество, была коммерциализована группой компаний Schlumberger под торговой маркой ClearFRAC, и смесь соли четвертичного аммония, N-эруцил-N,N-бис(2-гидроксиэтил)-Н-метил аммоний хлорида, изопропанола и солевого раствора, где солевой раствор предпочтительно включает 3% по массе хлорида аммония и 4% по массе хлорида калия.

Опубликованная заявка РСТ WO 87/01758 под названием «Процесс и композиции гидроразрыва», раскрывает процессы гидроразрыва, которые используют водные жидкости гидроразрыва. Жидкости содержат: (а) водную среду, и (б) загущающее количество состава загустителя, содержащего (I) водорастворимый или диспергируемый в воде интерполимер, имеющий подвешенные гидрофобные группы, химически связанные с ним, (II) неионное поверхностно-активное вещество, имеющее гидрофобную группу(ы), которые способны связываться с гидрофобными группами на указанном органическом полимере, и (III), водорастворимый электролит. Дополнительно, жидкости предпочтительно содержат стабилизирующее количество тиосульфатной соли. Например, интерполимер акриламида и додецилакрилата был использован в сочетании с неионным поверхностно-активным веществом (HLB от 10 до 14) для загущения разбавленного водного раствора КСl и тиосульфата натрия, водный раствор имел отличные свойства для использования в качестве жидкости гидроразрыва при высоких температурах.

Патент США №4,432,881, под названием «Диспергируемый в воде гидрофобный загуститель« описывает водную жидкую среду, которая увеличивала вязкость низкого сдвига, как это предусмотрено путем диспергирования в водной среде (1) водорастворимого полимера, имеющего подвешенные гидрофобные группы, например, сополимера акриламид додецилакрилата и (2) диспергируемого в воде поверхностно-активного вещества, например, олеата натрия, или додецилполиэтиленоксигликольного моноэфира. Загущенная водная среда приемлемым образом задействована в применениях, требующих вязких жидкостей, которые сохраняют свою вязкость при воздействии сдвига, тепла или высоких концентрациях электролита (соли). Такие применения включают использование в процессах добычи нефти, в качестве агентов контроля подвижности жидкости, жидкостей гидроразрыва и буровых растворов, а также в качестве гидравлических жидкостей и смазочных материалов во многих применениях.

Также, патент США №5,566,760 под названием «Способ использования вспененной жидкости гидроразрыва» раскрывает жидкость гидроразрыва, содержащую поверхностно-активные вещества и гидрофобно-модифицированные полимеры. В этих жидкостях, молекулы поверхностно-активного вещества образуют поверхность раздела между пузырьками газа и полимерными молекулами, которые образуют полимерную сетку аналогичных чистых полимерных жидкостей. Тем не менее, нет никаких упоминаний о вязкоупругих поверхностно-активных веществах или отклике жидкостей на действие углеводородов.

В дополнение к гидроразрыву, другие методы могут быть использованы для дальнейшего улучшения добычи углеводородов из подземных пластов. Существует также необходимость улучшения жидкостей для обработки для методов «повышения добычи нефти» для обработки подземных пластов после получения нефти из пласта под давлением истощения (первичная добыча). При давлении истощения, перепад давления между пластом и эксплуатационной скважиной или скважинами движет нефть, содержащуюся в пласте, к эксплуатационной скважине, где она может быть добыта. Типично, приблизительно до 35 процентов нефти, первоначально содержащейся в пласте, может быть добыто с помощью давления истощения. Это оставляет большое количество нефти в пласте. Дополнительно, некоторые пласты содержат нефть, которая является слишком вязкой, чтобы быть эффективно добытой из пласта с использованием методов давления истощения. В связи с необходимостью добыть больший процент нефти из пласта, были разработаны методы добычи нефти, которая не может быть добыта, используя только методы давления истощения или методы вторичной добычи. Эти методы, типично, называют «методами повышения добычи нефти« (EOR).

Патент США №7,727,937, выданный Pauls et al., полностью включенный в данную заявку путем ссылки, описывает кислые жидкости для обработки, которые используют в промышленных и/или подземных операциях и, в частности, кислые жидкости для обработки, содержащие осветленные ксантановые гелеобразующие агенты, и представлены способы их использования в промышленных и/или подземных операциях. В одном осуществлении кислые жидкости для обработки содержат жидкость на водной основе, кислоту и гелеобразующий агент, содержащий осветленный ксантан.

Патент США №7,789,160, выданный Hough et al., полностью включенный в данную заявку путем ссылки, раскрывает водную жидкость, полезную для добычи сырой нефти из подземного пласта, которая содержит композицию, содержащую смесь воды, водорастворимого блок-сополимера, неорганической соли и, по меньшей мере, одного из членов группы неионных поверхностно-активных веществ, имеющих HLB менее, чем 12, а также способы их использования.

Публикация патентной заявки США №2003/0134751 описывает добавление полимеров в базовую систему вязкоупругих поверхностно-активных веществ позволяет регулировать реологические свойства базовой жидкости. Полимер может выполнять различные функции (выключатель, усилитель вязкости или усилитель восстановления вязкости) в зависимости от его молекулярной массы и концентрации в жидкости.

Способы и композиции представлены для регулирования вязкости вязкоупругих поверхностно-активных жидкостей на основе анионных, катионных, неионных и цвиттерионных поверхностно-активных веществ.

Публикация патентной заявки США 2005/0107503 А1 описывает водную вязкоупругую жидкость гидроразрыва для использования в добыче углеводородов. Жидкость содержит вязкоупругое поверхностно-активное вещество и гидрофобно модифицированный полимер. Вязкоупругое поверхностно-активное вещество, обычно, ионное. Оно может быть катионным, анионным или цвиттерионным в зависимости от заряда его головной группы.

Среди наиболее перспективных методов, используемых на данное время, существует усовершенствованный процесс добычи нефти, который называют заводнением поверхностно-активным веществом. Водную жидкость, содержащую поверхностно-активное вещество, нагнетают в богатый нефтью пласт для вытеснения нефти из пласта и вытесненную нефть затем добывают.

Другой перспективный метод, который используют в данное время, представляет собой усовершенствованный процесс добычи нефти под названием химическое заводнение, что, в общем, охватывает использование полимера и/или поверхностно-активных шламов. При полимерном заводнении, раствор полимера нагнетают для вытеснения нефти к эксплуатационным скважинам. Раствор полимера разработан для развития благоприятного соотношения мобильности между нагнетенным раствором полимера и пластом нефть/вода, который сдвигается вперед к полимеру. Тем не менее, использование полимера не всегда удовлетворительно, так как многие растворы полимеров чувствительны к типу солевых растворов и концентрации, что может повлиять на кажущуюся вязкость раствора. При заводнении поверхностно-активным веществом, водный раствор, содержащий поверхностно-активное вещество, нагнетают в богатый нефтью пласт. Остаточные капли нефти деформированы в результате низкого поверхностного натяжения, обеспеченного раствором поверхностно-активного вещества, и капли сдвигают через проходы пор и вытесненную нефть добывают.

Было бы желательно обеспечить стабильные при высокой температуре жидкости гидроразрыва и EOR жидкости для подземных пластов, таких как месторождения природного газа и/или нефтяные месторождения.

Также существует необходимость в повышении вязкости для улучшения композиций для личной гигиены и чистящих композиций для дома и промышленности. В быту и для личной гигиены существует необходимость в устойчивых комбинациях полианионных и катионных полимеров для продуктов для личной гигиены шампуня и кондиционера 2-в-1. Для домашнего ухода это моющее средство и смягчитель в одном.

Сущность изобретения

Неожиданно, изобретатели обнаружили композицию для повышения вязкости жидкости, содержащую смесь катионного или поддающегося катионизации полисахарида или синтетических полимеров, и их смесей, и анионных полимеров и их смесей, при этом смесь проявляет вязкость выше, чем отдельные компоненты.

В осуществлении настоящего изобретения представлена композиция для повышения вязкости жидкости, содержащая смесь:

(A) по меньшей мере, первого полимера, имеющего средневзвешенную молекулярную массу от 35000 до 10000000, более типично в диапазоне от приблизительно 200000 до приблизительно 3000000 г/моль, выбранного, по меньшей мере, из одного члена группы, состоящей из

(1) катионного полисахарида с кватернизованными аминофункциональными группами и плотностью катионного заряда от 0,3 до 2, типично, от 0,4 до 1,7 миллиэквивалент/грамм,

(2) поддающихся катионизации полисахаридов с первичными аминогруппами и которые, по меньшей мере, частично поддаются катионизации до катионного полимера, имеющего плотность катионного заряда от 0,3 до 2, типично, от 0,4 до 1,7 миллиэквивалент/грамм при температуре от 100 до 250°С, и

(2) поддающихся катионизации полимеров, с, по меньшей мере, одним из членов группы, состоящей из первичных, вторичных и третичных аминогрупп и который, по меньшей мере, частично поддается катионизации до катионного полимера, имеющего плотность катионного заряда от 0,3 до 2, типично, от 0,4 до 1,7 миллиэквивалент/грамм при температуре от 100 до 250°С;

(B) по меньшей мере, второго полимера, имеющего средневзвешенную молекулярную массу от 30000 г/моль до 10000000 г/моль, например, от 30000 до 500000 г/моль, более типично от 50000 г/моль до 500000 г/моль, выбранного из группы, состоящей из:

(1) анионных полимеров, выбранных из группы, состоящей из полиакриловой кислоты, сополимера полиакриламида и акрилата (например, HASE, сополимеров алкилакрилата, метилакрилата, метилметакрилата и/или этилакрилатов и акриловой кислоты и/или акриламида), по меньшей мере, одного анионного полимера, и имеющего плотность анионного заряда от 0,1 до 20 миллиэквивалент/грамм, типично, от 0,4 до 15 миллиэквивалент/грамм, или типично от 1 до 15 миллиэквивалент/грамм, или типично от 1 до 10 миллиэквивалент/грамм, или типично от 1 до 5 миллиэквивалент/грамм, или типично от 9 до 15 миллиэквивалент/грамм, где анионный полимер имеет функциональные группы, выбранные из группы, состоящей из карбоксилата, сульфата, сульфоната, фосфата или фосфоната, и

(2) по меньшей мере, одного гидролизуемого полимера, выбранного из группы, состоящей из полиалкилакрилата, полиакриламида и сополимеров полиалкилакрилата и полиакриламида, при этом, по меньшей мере, один гидролизуемый полимер имеет средневзвешенную молекулярную массу от 30000 г/моль до 10000000 г/моль, и является, по меньшей мере, частично гидролизуемым до анионного полимера, имеющего плотность анионного заряда от 0,1 до 20 миллиэквивалент/грамм, типично, от 0,4 до 15 миллиэквивалент/грамм, или типично от 1 до 15 миллиэквивалент/грамм, или типично от 1 до 10 миллиэквивалент/грамм, или типично от 1 до 5 миллиэквивалент/грамм, или типично от 9 до 15 миллиэквивалент/грамм при температуре от 100 до 250°C, причем гидролизуемый полимер необязательно имеет функциональные группы, выбранные из группы, состоящей из сульфата, сульфоната, фосфата или фосфоната;

при этом композиция имеет дзета потенциал при 25°C в диапазоне от 0,5 до 100 мВ или от -0,5 до -100 мВ, типично, от 1 до 60 мВ или от -1 до -60 мВ, также типично от 14 до 50 мВ или от -14 до -50 мВ, также типично от 30 до 50 мВ или от -30 до -50 мВ или является прекурсором, превращаемым при температуре от 100 до 250°C в композицию, имеющую дзета потенциал при 25°C от 0,5 до 100 мВ или от -0,5 до -100 мВ, типично, от 1 до 60 мВ или от -1 до -60 мВ, также типично от 14 до 50 мВ или от -14 до -50 мВ, также типично от 30 до 50 мВ или от -30 до -50 мВ.

В настоящем изобретении дзета потенциал композиции при 25°C не равен нулю. Таким образом, дзета потенциал находится в диапазоне, типично, указанным диапазоном положительных зарядов и диапазоном отрицательных зарядов. В оставшейся части спецификации диапазоны, такие, как от 0,5 до 100 мВ и от -0,5 до -100 мВ будут написаны как от +/-0,5 до +/-100 мВ. Эта терминология исключает, например, диапазон от -0,4 до +0,4 мВ. Типично поддающиеся катионизации полисахариды и поддающиеся катионизации полимеры катионизируются при pH от 7 до 11. Типично, приемлемые pK_a для катионизации также находятся в диапазоне от 7 до 11. Анионные полимеры представляют собой, типично, карбоксилат-содержащие, сульфат-содержащие, сульфонат-содержащие, фосфонат-содержащие, фосфат-содержащие, или нейтральные, но гидролизуемые, чтобы получить отрицательные заряды, такие как, но не ограничиваясь указанным, полиакриламиды. Типичные анионные полимеры содержат карбоксилатные функциональные группы из акриловой кислоты, метакриловой кислоты, итаконовой кислоты, фумаровой кислоты, кротоновой кислоты и малеиновой кислоты.

Типичные кислотные мономеры для получения карбоксилат-содержащих, сульфат-содержащих, сульфонат-содержащих, фосфонат-содержащих или фосфат-содержащих функциональных групп включают, например, мономеры этиленненасыщенной карбоновой кислоты, такой как акриловая кислота и метакриловая кислота, мономеры этиленненасыщенной дикарбоновой кислоты, такой как малеиновая кислота и фумаровая кислота, этиленненасыщенные алкильные моноэфиры мономеров дикарбоновых кислот, такие как бутилметилмалеат, мономеры этиленненасыщенной сульфоновой кислоты, такой, как винил 2-акриламидо-2-метилпропановая сульфокислота, и стиролсульфокислота, и мономеры этиленненасыщенной фосфониевой кислоты, такой, как винилфосфониевая кислота и аллил фосфониевая кислота, соли любых из них, а также смеси любых из них. Альтернативно, соответствующие этиленненасыщенный ангидрид или мономеры кислотного хлорида, такие как малеиновый ангидрид, могут быть использованы и в дальнейшем гидролизованы с получением подвешенного фрагмента, имеющего две кислотные группы.

Анионные полимеры и катионные полимеры, типично, синтезированы путем эмульсионной или латексной полимеризации, полимеризации в растворе или полимеризации в массе.

Композиция может дополнительно содержать концентрацию одновалентной соли от 0,1 до 25 мас.%, например, от 2 до 5 мас.%, на влажной (водной) основе и/или концентрацию двухвалентной соли от 0,01 до 25 мас.%, например, от 2 до 5 мас.%. Например, композиция может дополнительно содержать концентрацию одновалентной соли от 2 до 25 мас.% на влажной (водной) основе и/или концентрацию двухвалентной соли от 2 до 25 мас.%, при этом композиция является первой композицией, не имеющей разделения фаз при 20°С, в то время как вторая композиция имеет тот же состав, что и первая композиция, но с отсутствием катионного полимера и типично может иметь разделение фаз при 20°С, особенно в присутствии двухвалентной соли. Например, композиция может содержать хлорид кальция.

Анионный полимер смешивают с катионным полимером для высокой устойчивости соли (например, солевого раствора) и высокой устойчивости к температурам. Анионные полимеры, например, акрилаты/метакрилаты, типично, не переносят воздействие солей. Теоретически, катионный полимер маскирует большинство или весь анионный полимер, например, акрилаты, чтобы создать более устойчивые ассоциации в присутствии одновалентных и двухвалентных солей. (См. ФИГ.2).

В дополнение к устойчивости соли, существует удивительное взаимодействие обоих полимеров при очень высоких температурах (>300°F). Система проявляет увеличение вязкости при таких экстремальных температурах.

Типично композиция имеет вязкость, по меньшей мере, 50 сПз при 100 сек^-1 согласно измерениям реометра Brookfield при температуре 350°F. Это является предпочтительным для использования в подземных пластах.

Как отображается дзета потенциалом, не равным нулю, композиция удовлетворяет уравнению I:

В уравнении I, AW является массой анионного полимера, ACD является плотностью заряда анионного полимера, CW является массой катионного полимера, и CDD является плотностью заряда катионного полимера.

Иными словами, например, для общей композиции, [COO^-]+[⁺NH_X] не равно 0.

Дополнительно, в композиции типичное соотношение анионного полимера и катионного полимера составляет от 1 до 100:от 100 до 1.

Эта композиция, которая содержит анионный полимер и катионный полимер, может быть использована, например, в композициях для гидроразрыва подземного пласта, повышения добычи нефти, средствах для личной гигиены, чистящих продуктах промышленного и бытового использования.

Композиция типично содержит от 0,1 до 15 или от 0,5 до 10, более типично от 1 до 5 массовых частей анионного полимера и от 0,1 до 15 или от 0,5 до 10, более типично от 1 до 5 массовых частей катионного полимера.

Анионный полимер типичной композиции содержит HASE полимер. HASE полимер включает: (а) одно или несколько первых мономерных звеньев, каждое независимо включает, по меньшей мере, одну бициклогептил-полиэфирную, бициклогептенил-полиэфирную или разветвленную (C₅-C₅₀алкил-полиэфирную группу на мономерное звено, в котором бициклогептил-полиэфирная или бициклогептенил-полиэфирная группа может быть необязательно замещена на одном или нескольких атомах углерода цикла одной или двумя (C₁-C₆)алкильными группами на атом углерода, и (б) необязательно одно или несколько вторых мономерных звеньев, каждое независимо включает, по меньшей мере, одну подвешенную линейную или разветвленную (C₅-C₅₀)алкил-полиэфирную группу на мономерное звено, при условии, что первое и второе мономерные звенья не могут оба содержать разветвленную (С₅-С₅₀)алкил-полиэфирную группу, и имеет средневзвешенную молекулярную массу более, чем или равную приблизительно 30000 грамм на моль, например от 30000 до 10000000 грамм на моль.

Краткое описание чертежей На ФИГ.1 показана идеализированная схема набухания HASE полимера. На ФИГ.2 показана идеализированная схема с использованием катионных полимеров, чтобы замаскировать все или почти все акрилаты HASE полимера. На ФИГ.3 показана идеализированная схема структуры HASE полимера. На ФИГ.4 показан график данных Примера 1.

На ФИГ.5 показан график данных Примера 2 для результатов реологических испытаний высокой температуры, высокого давления смеси 3 мас.% HASE полимера А, при pH 12 с 2% КСl.

На ФИГ.6 показан график данных сравнительного Примера 3 для данных теста смеси 3 мас.% HASE полимера А при pH 12 с 2 мас.% КСl с перекрестно-сшитым этиленгликоль диметакрилатом (EGDM).

На ФИГ.7 показан общий заряд 4% HASE раствора Примера 4.

На ФИГ.8 показан график данных примера 4 для влияния различного общего заряда на свойства вязкости композиции 4 мас.% уровня активного полимера HASE полимера G плюс PQ10 (поликватерний-10) при 2 мас.% КСl.

На ФИГ.9 показан график данных Примера 5 для профилей вязкости различных HASE и поликатионных веществ.

На ФИГ.10 показан график данных Примера 6 для профилей вязкости ряда HASE композиций по сравнению с CARBOPOL.

На ФИГ.11 показан график данных примера 6 по сравнению с HASE полимерами I и L и имеющих 8,3% алкила и 1,7% Nopol, но с разными молекулярными массами.

На ФИГ.12 показан график данных Примера 7 влияния различных соотношений макромономера I и макромономера II на свойства вязкости в смеси с катионным полимером.

На ФИГ.13 показаны бутылки Примера 8, содержащие смеси различных HASE полимеров с раствором катионного гуара Примера 11.

На ФИГ.14 показано влияние различных анионных полимеров с катионным гуаром или PQ10 Примера 9.

На ФИГ.15 показаны бутылки Примера 10, содержащие смеси различных HASE полимеров с раствором катионного гуара Примера 9 в толуоле.

На ФИГ.16 показано влияние различных катионных полимеров с HASE полимером в 2 мас.% КСl для Примера 11.

ФИГ.17 сравнивает влияние монозамещенных по сравнению с ди-замещенными катионных полимеров с HASE полимером в 2 мас.% КСl для Примера 12.

На ФИГ.18 показаны результаты теста вязкости смеси двух анионных полимеров, для Примера 12, смеси, содержащей 2% HASE полимера G и 1,5 мас.% полиакриламида в 2 мас.% КО.

На ФИГ.19 показаны результаты теста вязкости смеси синтетического полимера и полимера на основе целлюлозы (оба анионные полимеры) для сравнительного Примера 14, смеси, содержащей 2% HASE полимера G и 1,5 мас.% JAGUAR 418 (CMHPG) в 2 мас.% КСl.

На ФИГ.20 показаны результаты теста вязкости для комбинации из 2 вязких растворов с противоположными зарядами, а именно 2 мас.% HASE анионного полимера и 1,5 мас.% JAGUAR С-1000 (катионный гуар гидроксипропилтриммоний хлорид) в 2 мас.% растворе КСl для Примера 15.

На ФИГ.21 показано сравнение комбинаций из 2 вязких растворов с противоположными зарядами, чтобы сравнить влияние различных анионных полимеров с JAGUAR С-1000 (катионный гуар гидроксипропилтриммоний хлорид) в 2 мас.% растворе КСl для Примера 16.

На ФИГ.22 показаны результаты теста стабильности при высокой температуре, который проводят при 375°F для сравнения комбинаций 2 вязких растворов с противоположными зарядами, чтобы сравнить влияние различных анионных полимеров с JAGUAR С-1000 в 2 мас.% растворе КСl для Примера 17.

На ФИГ.23 показаны результаты теста стабильности при высокой температуре, который проводят при 375°F для сравнения комбинаций 2 вязких растворов с противоположными зарядами, чтобы сравнить влияние различных HASE анионных полимеров с JAGUAR С-1000 или POLYCARE 400 (PQ 10) в 2 мас.% растворе КСl для Примера 18.

На ФИГ.24 показаны результаты теста стабильности при высокой температуре, который проводят при 375°F для сравнения комбинаций 2 вязких растворов с противоположными зарядами, чтобы сравнить влияние различных HASE анионных полимеров с JAGUAR С-1000 или POLYCARE 400 (PQ 10) в 2 мас.% растворе КСl для Примера 19.

Подробное описание изобретения

Как используют в данной заявке, термин «алкил» означает одновалентный неразветвленный или разветвленный насыщенный углеводородный радикал, более типично, одновалентный неразветвленный или разветвленный насыщенный (С₁-С₄₀) углеводородный радикал, такой как, например, метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил, гексил, октил, гексадецил, октадецил, эйкозил, бегенил, триконтил и тетраконтил.

Как используют в данной заявке, термин «алкоксил» означает окси радикал, который замещен алкильной группой, такой, как например, метоксил, этоксил, пропоксил, изопропоксил или бутоксил, который необязательно может быть дополнительно замещен на одном или нескольких атомах углерода радикала.

Как используют в данной заявке, термин «алкоксиалкил» означает алкильный радикал, который замещен одним или несколькими алкокси заместителями, более типично (С₁-С₂₂)алкилокси-(С₁-С₆)алкильный радикал, такой как метоксиметил и этоксибутил.

Как используют в данной заявке, термин «алкенил» означает ненасыщенный неразветвленный или разветвленный углеводородный радикал, более типично ненасыщенный неразветвленный или разветвленный (С₂-С₂₂) углеводородный радикал, который содержит одну или несколько двойных углерод-углеродных связей, такой как, например, этенил, н-пропенил, изо-пропенил.

Как используют в данной заявке, термин «водная среда» и «водные среды» используются в данной заявке для обозначения любой жидкой среды, в которой вода является основным компонентом. Таким образом, термин включает воду как таковую, а также водные растворы и дисперсии.

Как используют в данной заявке, термин «арил» означает одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, содержащий один или более шестичленных углеродных циклов, в которых ненасыщенность может быть представлена тремя сопряженными двойными связями, который может быть замещен на одном или нескольких атомах углерода цикла гидрокси, алкилом, алкоксилом, алкенилом, галогеном, галогеналкилом, моноциклическим арилом или амино, такими как, например, фенил, метилфенил, метоксифенил, диметилфенил, триметилфенил, хлорфенил, трихлорметилфенил, триизобутил фенил, тристирилфенил и аминофенил.

Как используют в данной заявке, термин «аралкил» означает алкильную группу, замещенную одной или несколькими арильными группами, более типично (C₁-С₁₈алкил, замещеный одним или более (С₆-С₁₄) арильными заместителями, такими как, например, фенилметил, фенилэтил и трифенилметил.

Как используют в данной заявке, термин «арилокси» означает оксирадикал, замещенный арильной группой, такой, как например, фенилокси, метилфенил окси, изопропилметилфенилокси.

«Бицикло[d.е.f]» обозначение используется в данной заявке со ссылкой на бициклогептильную и бициклогептенильную циклические системы, в соответствии с системой фон Байера для наименования полициклических соединений, где бициклическая система именуется префиксом «бицикло-», чтобы указать количество циклов в системе, за которым следует серия из трех арабских цифр, перечисленных в порядке убывания, разделенных точками, и заключенных в квадратные скобки, чтобы указать соответствующее количество скелетных атомов в каждой ациклической цепи, соединяющей два общих атома («атомы в голове моста»), за исключением атомов в голове моста. Атом в голове моста представляет собой любой скелетный атом циклической системы связанный с тремя или более скелетными атомами (за исключением водорода). Бициклическая система (которая содержит только основной цикл и основной мост) именуется: префиксом бицикло- (с указанием количества циклов); цифрами, указывающими на длину мостика (т.е. количество скелетных атомов без учета атомов в голове моста), разделенными точками и заключенными в квадратные скобки. Эти три цифры приводятся в порядке убывания размера (например, [3.2.1]); название углеводорода указывает на общее количество скелетных атомов. Например, бицикло[3.2.1]октан представляет собой название структуры формулы I.

Как используют в данной заявке, термин «(C_x-C_y)» со ссылкой на органическую группу, в которой×и у каждое представляет собой целое число, показывает, что группа может содержать от×атомов углерода до у атомов углерода в группе.

Как используют в данной заявке, термин «циклоалкенил» означает ненасыщенный углеводородный радикал, типично, ненасыщенный (С₅-С₂₂) углеводородный радикал, который содержит один или более циклических алкенильных циклов и который может быть необязательно замещен на одном или более атомах углерода цикла одной или двумя (С₁-С₆)алкильными группами на атом углерода, такой, как циклогексенил, циклогептенил, и «бициклоалкенил» означает циклоалкенильную циклическую систему, которая содержит два конденсированных цикла, таких, как бициклогептенил.

Как используют в данной заявке, термин «циклоалкил» означает насыщенный углеводородный радикал, более типично насыщенный (С₅-С₂₂) углеводородный радикал, который содержит один или несколько циклических алкильных циклов, которые могут быть необязательно замещены на одном или нескольких атомах углерода цикла одной или двумя (С₁-С₆)алкильными группами на атом углерода, такой как, например, циклопентил, циклогептил, циклооктил, и «бициклоалкил» означает циклоалкильную циклическую систему, которая состоит из двух конденсированных циклов, такой как бициклогептил.

Как используют в данной заявке, указание, что композиция является «свободной» от конкретного материала означает, что композиция не содержит измеримое количество этого материала.

Как используют в данной заявке, термин «гетероциклический» означает насыщенный или ненасыщенный органический радикал, который содержит цикл или конденсированную циклическую систему, типично, содержащую от 4 до 16 атомов цикла на цикл или циклическую систему, в котором такие атомы цикла содержат атомы углерода и, по меньшей мере, один гетероатом, такой, как например, О, N, S или Р на цикл или циклическую систему, который может быть необязательно замещен одним или более атомами цикла, такими как, например, тиофенил, бензотифенил, тиантренил, пиранил, бензофуранил, ксантенил, пиролидинил, пирролил, пирадинил, пиразинил, пиримадинил, пиридазинил, индолил, хинонил, карбазолил, фенатролинил, тиазолил, оксазолил, феноксазинил или фосфабензенил.

Как используют в данной заявке, термин «гидроксиалкил» означает алкильный радикал, более типично (С₁-С₂₂)алкильный радикал, который замещен одной или более гидроксильными группами, такой как, например, гидроксиметил, гидроксиэтил, гидроксипропил и гидроксидецил.

Как используют в данной заявке, термин «гидрофобная поверхность» означает поверхность, которая проявляет тенденцию к отталкиванию воды и таким образом сопротивляется смачиванию водой, о чем свидетельствуют угол контакта с водой, больший или равный 70°, более типично больший или равный 90°, и/или поверхностная свободная энергия менее, чем или равная приблизительно 40 дин/см.

.Как используют в данной заявке, термин «гидрофильная поверхность» означает поверхность, которая проявляет сродство к воде и, таким образом, смачивается водой, о чем свидетельствуют угол контакта с водой менее, чем 70°, более типично менее, чем 60° и/или поверхностная энергия более, чем прибли