多壁碳纳米管增强的新型抗冲共聚聚丙烯树脂

采用具有可控颗粒形态的多壁碳纳米管(MWCNT)负载Ziegler—Natta催化剂,进行连续的丙烯聚合和乙烯-丙烯共聚合,以聚合反应参数调控树脂组成,制备了以聚丙烯(PP)抗冲共聚物为基体的MWCNT增强的三元抗冲共聚聚丙烯釜内合金新型树脂(EPRMWCNT@PP),考察了EPRMWCNT@PP树脂的颗粒形态、乙丙无规共聚物(EPR)和MWCNT的分散状态、树脂的熔融与结晶行为和力学性能等。实验结果表明,EPRMWCNT@PP树脂具有良好的颗粒形态,粒子间无粘连且表面光滑;MWCNT均匀分散于PP基体中,EPR微区尺寸在500 nm以下;EPRMWCNT@PP树脂具有较高的熔融温度(160℃以上),且具有较高的断裂伸长率(达800%以上)和缺口冲击强度(常温下达35.0 kJ/m~2以上)。     

专题报道

<正>中国科学院化学研究所工程塑料重点实验室董金勇课题组采用多壁碳纳米管(MWCNT)负载的Ziegler-Natta催化剂进行丙烯聚合和乙烯-丙烯共聚合,制备了MWCNT增强的三元抗冲共聚聚丙烯(PP)树脂(EPRMWCNT@PP),并考察了树脂的颗粒形态、乙丙无规共聚物(EPR)与MWCNT的分散形态及其稳定性以及树脂的熔融与结晶行为和力学性能等。实验结果表明,新型EPRMWCNT@PP树脂具有良好的颗粒形态,粒子间无粘连;MWCNT在PP基体中呈单分散状态,且由于MWCNT的存在使EPR相区尺寸在500 nm以     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合树脂的结构、形态与性能

利用球形纳米蒙脱土(MMT)负载Ziegler-Natta催化剂制备了聚丙烯(PP)/MMT纳米复合树脂。复合树脂中的PP具有与普通PP相仿的等规度和熔点;可通过改变聚合条件调节复合树脂中PP的相对分子质量和MMT含量。采用SEM,WAXRD,POM,DMA,TG等方法研究了复合树脂的形态结构、结晶形态、流变行为、动态力学行为、力学性能、阻隔性能和热稳定性。表征结果显示,复合树脂颗粒呈球形,流动性良好;MMT片层均匀分散于PP基体中,MMT片层与PP基体的相容性较差,在熔融加工过程中会发生部分聚集。当MMT含量约为1.1%(w)时,复合树脂中可形成MMT的逾渗网络。当MMT含量为1.29%(w)时,复合树脂的综合力学性能较好。少量MMT的存在可提高复合树脂的液体阻隔性能和热稳定性。     

可控流变制备高流动抗冲共聚聚丙烯的研究

以过氧化物2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化物己烷(DTBPH)作为聚丙烯降解剂,利用可控流变技术将低熔抗冲共聚聚丙烯2500H制备成高流动抗冲共聚聚丙烯,研究了DTBPH对产品流动性能、熔融结晶性能、相态结构及力学性能的影响。结果表明:可控流变能够显著提高聚丙烯熔融指数,而熔融结晶温度、橡胶相、拉伸强度、弯曲模量变化不大,当DTBPH含量达到500 mg/L后,抗冲聚丙烯综合性能呈现平台趋势。     

微米级碳酸钙对乙丙无规共聚聚丙烯性能的影响

考察了微米级碳酸钙对乙丙无规共聚聚丙烯物理性能、结晶性能及熔融性能的影响。结果表明:当乙丙无规共聚PP中分别添加质量分数为1%,2%的微米级碳酸钙时,其熔体流动速率、弯曲性能、维卡软化温度变化较小,冲击强度下降,拉伸性能明显提高,结晶度和晶型影响很小;当碳酸钙添加质量分数为2%时,其结晶峰温度由108.3 ℃升至111.9 ℃,结晶起始温度由112.7 ℃升至118.2 ℃,熔融焓由87.8 J/g降至78.3 J/g。     

乙丙抗冲共聚聚丙烯结构的研究

采用升温淋洗分级、核磁共振、示差扫描量热、凝胶渗透色谱和扫描电子显微镜等方法研究了乙丙抗冲共聚聚丙烯(PP1740共聚物)的组成、序列结构、相对分子质量、热转变、相态结构和宏观性能。研究结果表明,PP1740共聚物由均聚聚丙烯、乙丙橡胶和可结晶的乙丙共聚物组成,具有优良的机械性能;均聚聚丙烯为PP1740共聚物提供刚性,乙丙橡胶可提高PP1740共聚物的抗冲性能;PP1740共聚物的相对分子质量分布呈多分散性,相对分子质量分布较宽;乙丙橡胶的相对分子质量较大,以直径1～2μm球型微粒均匀分布在聚丙烯基体中,有利于提高PP1740共聚物的冲击强度;PP1740共聚物的熔点较高,耐热性好。     

用DSC方法研究β-定向结晶聚丙烯树脂的结晶动力学

利用DSC方法分别研究了釜内聚合制备的β-定向结晶聚丙烯(PP)树脂的等温结晶和非等温结晶动力学,并与普通PP树脂进行了对比。结晶动力学实验结果表明,β-定向结晶PP树脂中所分散的成核剂组分促进了PP结晶时的异相成核,显著提高了PP树脂的结晶速率,在相同的结晶温度或相同的降温速率下,其半结晶时间均较普通PP树脂明显缩短;高度分散的成核剂组分阻碍了PP分子链在结晶过程中从熔体到晶体表面的运动,因而β-定向结晶PP树脂的非等温结晶活化能高于普通PP树脂。说明釜内聚合方法能直接实现成核剂组分在PP树脂基体中的均匀分散。     

成核剂在β-定向结晶聚丙烯树脂中的分散行为

利用SEM、熔体剪切流变法和动态机械热分析法研究了釜内聚合制备的β-定向结晶聚丙烯(PP)中成核剂的分散及其分散状态的演变,并与普通PP树脂及熔融共混法制备的β-PP树脂进行了对比。实验结果表明,釜内聚合法能实现成核剂微粒在PP颗粒中的纳米尺度均匀分散。高度分散的成核剂微粒经历反复的熔融剪切亦不会出现明显聚集,并可以在注塑成型的试样中诱导产生尺度均一且分布均匀的β球晶。釜内聚合法能获得成核剂稳定分散的PP树脂。     

Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂一步法制备新型聚丙烯抗冲共聚树脂

基于具有"反应器颗粒技术"特征的Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂,以烷基铝和甲基铝氧烷组成复合助催化剂,一步法实现了新型聚丙烯抗冲共聚(hiPP)树脂的制备。两种催化剂在不同聚合反应阶段的活性控制可通过选用三乙基铝为Ziegler-Natta催化剂的助催化剂或在聚合反应初期引入少量对甲基苯乙烯而实现,两种方法都可使茂金属催化剂活性中心在丙烯均聚阶段暂时休眠,而在乙烯/丙烯共聚阶段恢复活性。新型hiPP树脂中的等规聚丙烯基体选择性地由Ziegler-Natta催化剂催化生成;而乙丙无规共聚物(EPR)则同时来自两种催化剂,其相对含量由两种催化剂在此聚合阶段的活性决定。ZieglerNatta催化剂和茂金属催化剂的结合,可提高EPR微观结构的可控性,从而更有效地调控hiPP树脂的刚韧平衡性能。     

PP/POE/纳米碳酸钙三元复合材料研究

以乙烯-辛烯共聚物(POE)为增韧剂,以纳米CaCO3为增强剂,将传统弹性体增韧方法与新型纳米粒子增韧增强手段相结合,利用双螺杆挤出机,通过熔融共混工艺制备出了共聚聚丙烯(PP)／POE／纳米CaCO3三元复合材料,研究了纳米CaCO3用量对复合材料的流动性和力学性能的影响,还利用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的断面形态进行了研究。结果表明,最佳”(纳米CaCO3)为5％左右,用少量均聚聚丙烯(PPH)代替共聚聚丙烯可改善复合材料的流动性。     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

进口天然气盈亏平衡定价对市场的影响——以广州市中亚天然气为例

2011年11月底土库曼斯坦天然气经过中亚—中国天然气管道和西气东输二线管道正式向位处华南的广州市供气。然而,由于中国天然气价格与国际气价脱节,天然气进口业务陷入进口越多亏损越多的尴尬境地,提高进口气入关后的价格将有助于缓解长期以来的进口气购销价格倒挂问题。为此,以广州市为例,测算了中亚天然气盈亏平衡时不同天然气用户的气价;采用天然气与可替代能源等热值直接成本对比法,按各类天然气用户实际支付可替代能源的现有价格等热值折算分析了对应的中亚天然气价格可承受能力。结果表明:从价格承受能力来看,居民用户和公共福利用户基本上是可以承受中亚天然气盈亏平衡定价;工商业用户也有一部分可以承受上述定价,但对燃料成本占总成本比重较大的用户,承受能力则较弱;天然气发电用户无法承受上述定价,中亚天然气发电只能扮演调峰角色。考虑到西气东输管道输送的既有国产气,也有进口气,为此提出:可以将国产气的出厂价与进口气的成本价加权平均,作为西气东输天然气的"出厂价"。     

稠油热采储层精细油藏描述研究进展

就稠油热采储层精细油藏描述的技术现状看:国外已经形成了完整的研究方法和技术体系,特别是在利用地震技术对油藏开发过程监测及剩余油分布规律的精细刻画等方面,具有相当高的研究水平;国内在储层单砂体的精细刻画、隔夹层研究以及储层在热采过程中的变化规律等方面,进行了大量的研究工作,取得了一定进步。稠油热采储层研究的关键问题为地层精细划分与对比、沉积微相研究、隔夹层发育规律描述、储层综合分类评价和地质建模研究等。在此基础上认为,稠油热采储层精细油藏描述研究的主要发展方向为井震结合断裂系统的精细刻画、地质体分类评价、稠油热采储层变化规律研究、剩余油分布规律的四维地震监测和隔夹层封隔能力的物理模拟与数值模拟验证等五大方面。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

普光气田高含硫气井带压更换采气树工艺技术

采气树在使用过程中如出现腐蚀、泄露、机械故障等而又无法在线修复的情况,则需要进行整体更换。但像四川盆地普光气田这样孔、洞、缝较发育的酸性碳酸盐岩气藏,若采用先压井再整体换装采气树的方法会造成储层的二次污染,很难再恢复到修井前的气井产能。为此,考虑作业安全和生产实际,研究形成了"两封堵一隔离"带压更换采气树工艺:①安装地面泄压放喷流程,进行整体更换采气树演练,准确测算所需的时间;②关闭井下安全阀,通过泄压放喷管线排放井下安全阀以上通道内气体,进入放喷池点火燃烧,将井口油管压力泄至0;③连接液氮泵车按照测算量向井筒顶替液氮;④安装双向背压阀,利用送取工具,将背压阀安装在油管悬挂器内的背压阀座面,封堵油管;⑤整体更换采气树,试压合格后按照操作规程取出双向背压阀。现场成功应用2口井,很好地解决了高含硫气井不压井更换采气树的技术和安全控制难题。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。