含膦酸基两性离子共聚物的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N-(3-甲基丙烯酰胺基丙基)-N,N-二甲基十六烷基溴化铵(NADA)以及1-二甲胺基烯丙基膦酸(DMAAPA)为原料,制备了一种水溶性两性离子共聚物驱油剂(ANND),对其进行了FTIR结构表征,考察了NADA与DMAAPA的加量和配比、引发剂加量、温度对共聚物特性黏数的影响,探究了共聚物的耐盐、抗温、流变等性能。结果表明:共聚物ANND具有良好的水溶性;在相同条件下,与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液进行对比,2 000 mg/L的共聚物ANND溶液在25℃、剪切速率500 s-1时的表观黏度为28.46 m Pa·s,而黏均相对分子量为1×107的HPAM溶液表观黏度为23.10 m Pa·s;当温度为100℃、剪切速率为170 s-1时,ANND溶液的表观黏度为40.48 m Pa·s,而HPAM溶液为31.31 m Pa·s;在80℃下老化10 d后,ANND黏度保留率为38%,高于同等条件下的HPAM(17%);在抗盐性实验中,2 000 mg/L共聚物ANND溶液在质量浓度为30 000 mg/L的Na Cl、2 000 mg/L的Mg Cl2和Ca Cl2溶液中的表观黏度分别为28.9、32.1和30.7m Pa·s,优于HPAM(9.8、17.7和16.3 m Pa·s)。在模拟驱油实验中,ANND的采出率为55.67%,高于HPAM驱(48.94%)和水驱(41.37%)。     

印染废水制备水煤浆试验研究

为了利用印染废水代替水煤浆制浆用水和分散剂,采用印染废水和煤样制备水煤浆,并与常规水煤浆成浆性能相比较,结果表明:当改性木质素分散剂质量分数为0.5%时,能够制备出质量分数为60%的常规水煤浆,水煤浆在剪切速率为100 s~(-1)时的表观黏度小于1 200 m Pa·s,且浆体流动性和稳定性好,为屈服假塑性流体;在不添加任何分散剂的情况下,印染废水能与煤样直接制得质量分数为60%的水煤浆,印染废水水煤浆在剪切速率为100 s~(-1)时的表观黏度小于1 200 m Pa·s,仍为屈服假塑性流体;对于采用印染废水制备的水煤浆,可以通过加入少量改性木质素分散剂提高水煤浆浓度;印染废水还能起到一定的固硫作用。     

分子结构对水解AM/DMDAAC聚合物流变性能影响

以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为单体,进行自由基共聚,随后对共聚产物进行水解,制得了9个具有不同特性黏数、阴离子度和阳离子度的两性离子聚合物-部分水解聚AM/DMDAAC(HPAD-1,HPAD-2,HPAD-3,HPAD-4,HPAD-5,HPAD-6,HPAD-7,HPAD-8,HPAD-9)。通过IR、~1HNMR、滴定法和乌氏黏度计表征了聚合物的结构参数。用旋转黏度计和流变仪分别考察了HPAD溶液的表观黏度和剪切稀释行为,以此来探究分子结构对两性离子聚合物流变性能的影响方式。结果表明:HPAD的特性黏数与溶液表观黏度、剪切稀释性正相关。随着特性黏数由182.03 m L/g升至555.08 m L/g,质量分数0.75%的HPAD溶液表观黏度由12.1 m Pa·s(HPAD-9)增至766.5 m Pa·s(HPAD-7)。HPAD的阴离子度和阳离子度与溶液表观黏度负相关,对剪切稀释性影响较小。当阴离子度从29.98%增至51.75%,质量分数0.20%的HPAD溶液表观黏度从111.1m Pa·s(HPAD-1)降至21.5 m Pa·s(HPAD-4)。阳离子度为10.31%的HPAD-2和阳离子度为6.88%的HPAD-8在5 s~(-1)至100 s~(-1)范围内的剪切稀释曲线几乎重合。     

GL/ChCl-GL复配增塑PVA体系的流变行为研究

在聚乙烯醇(PVA)树脂中加入不同含量的甘油/氯化胆碱-甘油(GL/ChCl-GL)复配增塑剂,制备系列GL/ChCl-GL增塑PVA树脂;采用RH2000毛细管流变仪研究了增塑PVA树脂在不同温度和不同剪切速率(■)下的流变行为。结果表明:在■为0～3 000 s~(-1)时,GL/ChCl-GL增塑PVA体系的表观黏度随■的增加而下降,该体系为假塑性流体;随着GL/ChCl-GL含量、温度及■的增加, GL/ChCl-GL增塑PVA体系的非牛顿指数(n)增加,而结构黏度指数(△η)和黏流活化能(E_η)随之降低;当温度为熔点以上25～35℃、■为1 000～2 500 s~(-1)、GL/ChCl-GL质量分数为40%～50%时, GL/ChCl-GL增塑PVA体系的△η和E_η均较小,而n则较高,有利于提高增塑PVA树脂熔融纺丝的稳定性。     

一种抗高温的有机硼交联剂的研究及应用

以丙三醇和水为溶剂,硼砂为主剂,KST-1和甘露醇为配体,氢氧化钠为催化剂,B-26为延缓助剂,制备了一种抗高温的有机硼交联剂OS-150。通过对添加剂的优选,得到了一种抗高温硼交联压裂液配方。实验表明,当交联比为100∶0.3~100∶0.4,p H为11~13,反应温度为75~80℃时,该有机硼交联剂的交联性能最佳,交联时间在3~8 min之内可控。压裂液具有良好的抗温抗剪切能力,在172℃、170 s~(-1)下连续剪切90 min,黏度能保持在370 m Pa·s左右,在172℃、511 s~(-1)剪切5 min再在170 s~(-1)下剪切85 min,黏度仍能达到260 m Pa·s以上;压裂液滤失量低,172℃下滤失系数为4.1×10~(-4)m/min1/2;破胶速度快,172℃下2 h破胶,破胶液黏度小于5 m Pa·s;破胶液对地层伤害小,伤害率为18.4%。现场施工表明,该压裂液在170℃储层中,日增天然气可高达30 000 m~3。     

马来酸酐熔融接枝LDPE的性能

采用熔融接枝法制备了低密度聚乙烯(LDPE)与马来酸酐(MAH)接枝物,通过调整反应物的用量及反应条件控制接枝率。随着MAH及引发剂用量的增加,接枝率呈先增大后降低的趋势。低剪切速率时,接枝物的最大初始剪切黏度达4750 Pa·s,远高于纯LDPE;高剪切速率时,接枝物的剪切黏度与纯LDPE趋于相同,约500 Pa·s。接枝物的拉伸强度在8 MPa左右,同纯LDPE接近,断裂伸长率略有下降。     

注射成型液体硅橡胶硫化速率影响因素的研究

以加成型液体硅橡胶为基料,添加多乙烯基硅油等制得注射成型液体硅橡胶。考察了多乙烯基硅油种类和用量、铂金催化剂和抑制剂用量对胶料硫化速率的影响。结果表明:乙烯基质量分数10%、黏度5 000 m Pa·s的多乙烯基硅油用量越多,液体硅橡胶的正硫化时间越长;随着铂金催化剂用量的增加,液体硅橡胶的正硫化时间缩短;在硅橡胶配方中改用乙烯基质量分数8%、黏度15 000 m Pa·s的多乙烯基硅油后,相比采用乙烯基质量分数10%、黏度5 000 m Pa·s的多乙烯基硅油时,液体硅橡胶的正硫化时间缩短;当抑制剂用量由0.89份减少至0.56份时,液体硅橡胶的正硫化时间从105 s缩短至89 s。     

含吡啶结构丙烯酰胺共聚物的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N-烯丙基油酰胺(NAE)和3-烯丙胺基羰基-1-乙基吡啶溴化铵([mAEPy]Br)为单体,采用氧化还原引发体系,制备了一种含吡啶离子液体结构疏水缔合聚合物驱油剂AM/AA/NAE/[m-AEPy]Br。对共聚物进行了红外、核磁表征,并测定了其增黏性、剪切稀释性、耐温抗盐性,对其提高采收率能力进行了评价。结果表明:2 000 mg/L的共聚物溶液表观黏度可达510.3 m Pa·s;在剪切速率为510 s-1下,其表观黏度为27.2 m Pa·s,且在90℃时其表观黏度为42.8 m Pa·s;在10 000 mg/L NaCl、1 500 mg/L MgCl_2和1 500 mg/L CaCl_2溶液中,其表观黏度分别为21.8、27.4和27.0 m Pa·s;在模拟驱油实验中,共聚物溶液的采收率提高了11.4%。     

磁纳米粒子对Vs55溶液反玻璃化等温结晶行为的影响

借助差示扫描量热仪(DSC)和低温显微系统,研究了磁纳米粒子对典型玻璃化溶液Vs55在反玻璃化过程中等温结晶行为的影响。结果表明:(1)磁纳米粒子经过羧酸(CA)和聚乙二醇(PEG)表面修饰后,对Vs55溶液的玻璃化转变温度(Tg)几乎没有影响,但对其反玻璃化转变温度(Td)和反玻璃化结晶焓(HTd)影响较大;(2)在Vs55的反玻璃化温区范围内(-85~-60℃),随着等温温度的升高和降温速率的增大,经CA修饰的磁纳米粒子均会显著促进Vs55的反玻璃化现象,在-85℃等温时的冰晶生长速率为0.37μm·s~(-1),-75℃等温时则为2.19μm·s~(-1),而当降温速率从2℃·min~(-1)增大到100℃·min~(-1)时(在-75℃等温结晶),其反玻璃化冰晶生长的速率由1.72μm·s~(-1)增大到3.54μm·s~(-1);(3)与Vs55相比,两种修饰均明显促进了其反玻璃化,在-80℃等温结晶时,Vs55溶液的生长速率为0,而CA和PEG修饰分别达到了1.04μm·s~(-1)和2.31μm·s~(-1);与CA修饰相比,PEG修饰后的磁纳米粒子更加促进了Vs55溶液的反玻璃化现象,在-85℃等温时的冰晶生长速率为0.62μm·s~(-1),而-75℃等温时则达到了6.25μm·s~(-1),这个结果也充分说明了磁纳米粒子表面修饰物质的不同必定会显著影响Vs55的反玻璃化结晶生长。     

填充剂对PVC糊流变性能的影响

研究了纳米TiO2、普通TiO2、玻璃微珠填充PVC糊的流变性能、存放性能及凝胶化性能。探讨了加入不同填充剂、温度及存放时间对PVC糊黏度的影响。实验表明,加入纳米TiO2后,PVC糊在高剪切速率变为低剪切速率时黏度发生突增;存放10 d后黏度下降很少,仅下降0．25 Pa·s;在高温(85℃)条件下,随着存放时间的延长,黏度上升趋势很剧烈;并且随填充剂用量增多,PVC糊的黏度增大。     

配煤煤灰熔融特性模拟研究

煤灰熔融特性是影响液态排渣气化炉运行稳定性的重要因素,高熔点煤会造成气化炉排渣困难,从而导致气化炉非计划停工。为了将高灰熔融温度的朱集西煤应用于液态排渣的SE-东方炉,利用热力学软件Factsage,研究朱集西煤、神华煤、门克庆煤及朱集西-神华配煤、朱集西-门克庆配煤的煤灰熔融特性,包括全液相温度、灰渣矿物组成及煤灰黏度的变化规律。朱集西-门克庆配煤和朱集西-神华配煤的完全熔化温度分别为1 390℃和1 400℃,配煤灰熔融温度并不是单纯2种煤的灰熔融温度加和; 800℃时2种配煤中堇青石和钙长石含量较高,900℃时朱集西-神华配煤灰中出现少量尖晶石;朱集西-神华配煤在黏度为25 Pa·s时的温度为1 400℃。结果表明,朱集西-门克庆配煤可满足SE-东方炉入炉煤的煤灰流动温度要求,但其在SE-东方炉正常操作温度下灰渣黏度较大,无法顺利排出;朱集西-神华配煤在有效降低灰熔融温度的同时,改善了灰渣的黏温特性,与主体煤朱集西煤相比,灰渣黏度为25 Pa·s时的温度降低100℃,渣型由"塑性渣"变为"玻璃渣",适用于SE-东方炉。朱集西-神华配煤中熔融温度低的堇青石和钙长石含量较高,钙长石和尖晶石形成低温共熔体,是配煤灰熔融温度低的主要原因。     

不同工艺条件下PS/ScCO2均相体流变特性研究

通过建立含有类似锥板流变仪结构的实验平台对不同的温度、压力、剪切速率以及CO2质量分数等工艺条件下聚苯乙烯(PS)/超临界CO2(ScCO2)均相体的流变性能展开研究。结果表明:压力的升高会增加均相体的黏度,压力由7.5 MPa升高到10.5 MPa时,CO2质量分数为0.5%的均相体黏度增加了140 Pa s,约为原来的4.6%;增加温度则会降低均相体黏度,而且随着温度的升高,黏度的下降趋势在逐渐减小,温度从443.15 K逐渐增加到473.15 K时,CO2质量分数为0.5%的均相体黏度的减少值分别为778,482,327 Pa s;当均相体中CO2质量分数逐渐增加时,其黏度变化呈线性下降,CO2质量分数每升高0.1%,均相体黏度下降约为52 Pa s;加大剪切速率可以大幅度降低均相体的黏度,当CO2质量分数为0.5%的均相体在剪切速率从(120/π)/s增加到(240/π)/s时其黏度下降趋势最大,值为40%。     

硅橡胶泡棉材料的制备

以107硅橡胶、乙烯基硅油、含氢硅油等为原料,制备了一种硅橡胶泡棉材料,探讨了各原料对泡棉材料性能的影响,确定了最优的原料条件,即以黏度为20 000 m Pa·s的107硅橡胶,黏度为100 000 m Pa·s的乙烯基硅油作为原料,黏度为2 000 m Pa·s、活性氢摩尔分数为1. 6%、用量为12份的含氢硅油作为交联剂,三聚氰胺磷酸盐、三氧化二锑和氢氧化铝按质量比13∶4∶3复配作为阻燃剂,碳纤维作为导热填料。在此条件下,可得到一款泡孔均匀的闭孔型硅橡胶泡棉材料,该材料硫化后拉伸强度可达38 k Pa,拉断伸长率为128%,热导率 0. 2 W/(m·K),电气强度达到7. 8 k V/mm,UL-94阻燃等级达到V0级,可用于新能源汽车电池包外壳上。     

不同温度熔融条件下聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶与熔融行为

分别采用低黏度和高黏度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂切片,利用差示扫描量热分析(DSC)的方法研究不同的熔融温度条件对PET结晶行为和熔融行为的影响。结果表明:和高黏度PET相比,低黏度PET的结晶过程对熔融温度的变化极其敏感,不同熔融温度将对它的结晶行为与熔融行为产生显著的影响;在同等条件下,低黏度PET结晶速率快且易生成稳定的结晶结构,其稳定结晶的熔融温度要比高黏度PET高数度;总体上,采用较低的熔融温度有利于提高PET结晶温度和结晶速率,而采用较高的熔融温度有利于提高PET结晶的稳定性。     

MPO改性PTT共聚酯熔融结晶行为研究

采用直接酯化熔融缩聚法合成了一系列不同含量的2-甲基-1,3-丙二醇（MPO）改性的共聚酯,并采用差示扫描量热仪（DSC）研究了其熔融结晶行为。结果表明,MPO的加入使聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）熔点和结晶温度降低,加入摩尔比为20 %的MPO可以使PTT熔点由原来的226.64 ℃降至201.78 ℃,加入摩尔比为10 %的MPO可以使PTT结晶温度由原来的159.01 ℃降至137.50 ℃,同时使半结晶时间(t1/2)增大;随降温速率的提高,各样品的结晶温度向低温方向移动,放热峰由窄变宽,t1/2变小;不同降温速率下,改性共聚酯的结晶速率常数(Zc)比纯PTT的Zc减小。     

以芴二醚为外给电子体制备高熔体流动速率的聚丙烯

丙烯液相本体聚合中,以Ziegler-Natta催化剂为主催化剂,三乙基铝为助催化剂,9,9-二(甲氧基甲基)芴(BMF)为外给电子体,利用氢调法制备了高熔体流动速率(MFR)的聚丙烯(PP)。结果表明:BMF具有很高的氢调敏感性,氢气与丙烯摩尔比从2.16×10-3增加到8.62×10-3时,PP的MFR从11 g/10 min增至67 g/10 min;PP熔体表现出明显的剪切变稀现象,在剪切速率相同的情况下,高MFR的PP具有更低的剪切黏度;随着PP的MFR升高,其熔融温度从165.7℃降至162.7℃,而结晶温度则从115.3℃降至109.3℃;PP的力学性能受MFR影响较小。     

新型絮凝剂聚环氧氯丙烷胺的制备及应用

以环氧氯丙烷和二甲胺为原料制得一系列有机阳离子型聚合物,考察交联剂(不同胺类)的添加量、种类和反应温度对产物黏度和阳离子度的影响,对聚合物产品结构进行FT-IR表征,并进行含油废水净化实验。结果表明,交联剂为质量分数3%的乙二胺,聚合温度65℃时,聚合物黏度为1 102 m Pa·s,阳离子度为5.9 mmol/g,但其絮凝效果不理想;交联剂为质量分数2.5%三乙烯四胺,聚合温度65℃时,聚合物黏度为6 020 m Pa·s,阳离子度为3.6 mmol/g,其絮凝效果最好。不同胺类比较可知,净水效果受聚合物黏度影响较大。选用三乙烯四胺为交联剂的聚环氧氯丙烷胺与PAC复配对炼油厂含油废水的去油率达85.8%。     

茂金属聚乙烯改性高流动性聚乙烯性能研究

为改善高流动性聚乙烯(HF-PE)的性能,采用茂金属乙烯-丁烯共聚物(mEDC)进行改性,通过熔融共混法制得mEDC/HF-PE共混物。研究了mEDC/HF-PE共混物的流变行为、力学性能、结晶性能,并和国内外HF-PE的性能进行比较。结果表明:mEDC改性HF-PE专用料结晶温度和熔融温度稍高于7200HF-PE和52518HF-PE的,力学性能与7200HF-PE的相当,熔体流动速率(MFR)大于7200HF-PE和52518HF-PE的,相同温度下黏度均小于7200HF-PE和52518HF-PE的,在高剪切速率下具有高的温度敏感性,具有好的流动性和加工性能。     

耐盐型疏水缔合聚合物的制备及流变性能

采用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)和水溶性阴离子疏水单体S-18制备了新型耐盐疏水缔合聚合物S-18HPAM。聚合放热测试表明:疏水单体含量的增加导致放热时间的延长,更有利于疏水结构的形成。微观结构测试表明:聚合物具有复杂的网状结构,在NaCl溶液中网状结构更为明显。流变测试结果表明:聚合物在盐溶液中具有良好的耐温和抗剪切性能。聚合物质量分数为0.3%(基于溶液总质量),温度90℃,剪切速率170 s–1和NaCl质量浓度20000 mg/L条件下,剪切后表观黏度大于70 mPa·s。在总矿化度20000 mg/L模拟地下水条件下,S-18HPAM质量分数为0.3%,剪切后黏度为70 mPa·s,加入质量分数0.5%表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)后,黏度增加到170m Pa·s。储能模量G'随着聚合物质量分数的增加而增大,体系弹性增强,同时疏水结构单元数量增加,形成致密的空间网络结构。     

超净煤燃液的制备技术研究

以超洁净煤、水、复合添加剂为原料,在球磨机转速900 r/min、磨制时间30 min的条件下,制备的超净煤燃液平均粒径在7μm左右。通过添加剂的筛选与优化,采用聚烯烃磺酸盐与非离子添加剂进行复配,制备燃液质量分数50%,在剪切速率100 s~(-1)时黏度约500 m Pa·s,稳定性适中,可替代柴油燃料用于直喷式燃煤发动机,是减少环境污染的重要途径之一。