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在深海天然气钻井工业，因为一些烷烃类气体分子被水分子困在笼状结构里，所以形成对输气管道具有破坏力的天然气水合物固体。研究发现，添加化学试剂将减慢或减少天然气水合物的生成，此类化学试剂被称之为天然气水合物抑制剂。过去，研究水合物抑制剂的注意力大多集中在新型抑制剂的制备和抑制性能的比较上，对抑制剂与水的相互作用缺乏深入、系统的研究。所以，研究带有非极性烷基基团的聚合物与水的相互作用至关重要。从聚合物的结构与性能之间的关系出发，可以更好地理解水与两亲性高分子之间的相互作用原理，还可能有助于设计出新颖的聚合物型的抑制剂，同时为工业上的应用提供科学依据。 首先，本工作以水溶性的聚酒石酰乙二胺（PETA）为基础，使用一系列的烷基（异丙基、正丁基、环戊基和环己基）异氰酸酯分别对其改性，得到4种新型两亲性聚酒石酰乙二胺。接下来，由红外光谱和核磁氢谱分析技术证明聚酒石酰胺的结构与预期结构无出入；由凝胶渗透色谱(GPC)分析技术测量产物的数均、重均分子量（Mn、Mw）和多分散指数（D），结果显示，聚合物的分子量在30000左右。 本工作的第二部分使用差示量热扫描法(DSC)和低场核磁共振(LF-NMR)技术对两亲性聚酒石酰胺与水的相互作用加以表征。抗冻活性系数AF的测量结果显示，疏水改性的聚酒石酰胺抗冻活性系数更高。分析在聚合物中所含不可冰冻束缚水(NFBW)的结果表明，从异丙基改性开始，到正丁基改性的聚酰胺，再到环戊基，最后到环己基改性的聚合物，所含不可冰冻束缚水的量逐渐增加；由环己基基团改性的聚合物比传统的天然气水合物抑制剂，如PVP和PVCap，能形成更多的结合水。比热容Cp的测量结果显示，该系列高分子里的水分子的比热容显著增加：在30℃时比热容比纯水的更大，并且在-25℃时比热容较冰的比热容也更大。这说明高分子和水之间的疏水相互作用的增强导致了水的比热容增加。利用LF-NMR技术测量的自旋-自旋弛豫时间(T2)讨论了水在聚合物中的分布状态。结果显示，聚合物中水分子状态可以分为转动较慢的紧密结合水和转动较快的弱结合水。因此，疏水改性的聚酒石酰胺的水化性质有所增长。 本工作的最后一部分工作，合成、改性并表征了聚柠檬酰1,3-丙二胺。DSC对NFBW和CP的测试结果表明：此类聚柠檬酰胺及其改性产物的不可冰冻束缚水的含量很高，疏水改性后的聚酰胺的NFBW值甚至大于VC713；聚柠檬酰1,3-丙二胺中水的Cp低于纯水的Cp，改性后的聚柠檬酰1,3-丙二胺中水的Cp高于纯水的Cp。