水性纯丙乳液的合成及单体配比对乳液附着性能的影响

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)分别为硬单体、软单体,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)为乳化剂,采用半连续种子乳液聚合方法合成单体配比不同的水性聚丙烯酸酯乳液。利用衰减全反射-傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、热重分析和动态热机械分析层测定水性聚丙烯酸酯的结构及性能。结果表明：随着硬软单体比的减小,聚丙烯酸酯乳液的粒径约为100nm;聚丙烯酸酯共聚物的低分子量部分,数均分子量约为3万,重均分子量约为5万;乳液膜的热分解温度从327.5℃升高到343.5℃,玻璃化转变温度从21℃降至-3.5℃;乳液的表面张力从39.83mN/m降至36.71mN/m、界面张力从19.01mN/m降至4.87mN/m、接触角从62.6°降到27.8°,附着牢度从50%提高到95%,当硬软单体比为7：13时,乳液的润湿性最好,附着牢度最高,满足乳液在BOPP薄膜上的应用要求。说明提高聚合物中软单体含量有利于提高乳液的润湿性,从而提高乳液的附着力。     

全氟烷基乙基丙烯酸酯聚合物的研究

介绍了全氟烷基乙基丙烯酸酯及其均聚物的合成 ,测定了均聚物对水和二碘甲烷的接触角分别为 10 6 0°和 85 7°,计算得其表面张力为 15 15mN/m。     

新型表面活性剂对酞菁蓝颜料的表面处理及表面性质的研究

本文自行设计并合成出新型颜料分散剂RSJ,用于酞菁蓝颜料的表面改性处理。分别研究在不同RSJ加量条件下酞菁蓝颜料临界润湿表面张力、表面自由能、流动性以及水相中分散稳定性的改善效果,并从中发现:经RSJ0.5％～3.0％添加量改性处理后,颜料临界润湿表面能γ_c由23mN/m变为34.8mN/m,提高了51％;对水的接触角由82.4°变为47°,减小了47％。表面自由能中的色散成分γ_s~d变化不大,可以认为保持不变,但是γ_s~p却由18.9mN/m变大为27.2mN/m,使得γ_s整体提高13％。此外,流动性提高2.5倍,水中分散稳定性提高了29％。     

PNIPAM/锂藻土纳米复合凝胶微球的制备及其弹性力学性能

利用微流控技术,以锂藻土作为交联剂,成功制备得到温度响应型聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）与锂藻土的纳米复合凝胶微球,并利用一种简单的微步进单轴压缩装置,分别在25℃和37℃下对具有不同锂藻土含量的PNIPAM/锂藻土纳米复合凝胶微球的弹性力学性能进行系统研究。该微步进单轴压缩装置主要包括三个部分：一个程控进样器用以实现对凝胶微球的微步进压缩,一套配有高分辨率数码相机的侧视光学系统用以记录凝胶微球受压时发生的形变,一台精密电子天平作为力传感器用来记录凝胶微球在特定形变下所受的外力。研究结果表明,纳米复合凝胶微球在25℃和37℃下的形变量H与所受压力F的实验数据与Hertz弹性接触理论方程呈现良好的拟合关系,证明了PNIPAM/锂藻土纳米复合凝胶微球在25℃和37℃下均具有弹性形变行为。同时,随着锂藻土含量的增加,PNIPAM/锂藻土纳米复合凝胶微球的温敏性降低,但其杨氏模量增大。具有相同锂藻土含量的纳米复合凝胶微球,由于温度升高凝胶体积收缩、凝胶结构变得致密,因此在37℃下的杨氏模量大于其在25℃下的杨氏模量。研究结果可为PNIPAM/锂藻土纳米复合凝胶微球的设计与实际应用提供指导。     

制备条件对疏水SiO2气凝胶结构和性能的影响

以价廉的水玻璃为原料,通过六甲基二硅氧烷和三甲基氯硅烷混合改性剂对制备的SiO2水凝胶进行表面改性,避免了溶剂交换,并常压干燥得到疏水的SiO2气凝胶.研究了改性剂用量对气凝胶疏水性和结构的影响.疏水气凝胶与水的接触角在100～130°范围内.常压干燥制备的气凝胶具有典型的气凝胶结构特征,孔洞尺寸、密度和比表面积分别在5～6.5 nm,100～160 kg/m3和500～720 m2/g范围内,颗粒尺寸小于100 nm.疏水气凝胶在空气和氮气中的热稳定性分别为284 ℃和490 ℃.     

分散聚合法合成聚（N-异丙基丙烯酰胺）温敏性微凝胶

以PVP为稳定剂,在水或醇/水介质中通过分散聚合法合成出聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）温敏性微凝胶。研究结果表明,可通过改变稳定剂用量和分散介质极性来控制PNIPAM微凝胶的大小,这两种因素对PNIPAM微凝胶的溶胀比有明显的影响,而对其相转变行为影响不大;交联剂用量对PNIPAM微凝胶的粒径、溶胀比和相转变行为都有比较明显的影响。PNIPAM微凝胶可能主要通过接枝共聚物聚结机理成核,通过初级粒子之间的聚并完成粒子增长过程。     

聚乙二醇对混合嵌段聚氨酯透湿性能的影响

综合考虑聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯的特点,以聚己二酸丁二醇酯(PBAG)和聚乙二醇(PEG)混合作为软段,采用溶液预聚法制备了聚酯-聚醚混合型聚氨酯。考察了混合软段中PEG摩尔分数以及PEG相对分子质量对聚氨酯薄膜的表面接触角、吸水率、透湿率及力学性能的影响。结果表明,随着PEG摩尔分数的增大和PEG相对分子质量的增大,薄膜的接触角和拉伸强度降低,吸水率、透湿率增大。当PEG摩尔分数从0.28增加到0.71时,薄膜接触角从75.8°降低至63.5°,吸水率从25.7%增加到106.1%,透湿率从1226g/(m2·24h)增加到3408g/(m2·24h);PEG相对分子质量从1000增加到10000时,薄膜接触角从80.5°降到55.7°,吸水率从4.5%增加到356.4%,透湿率从733g/(m2·24h)增加到3577g/(m2.24h)。     

三次采油用耐温耐盐表面活性剂BHJ-2的研究

针对碳酸盐岩油藏具有高温、高矿化度的特点，研制出适合该类型油藏三次采油用耐温耐盐型表面活性剂BHJ-2。考察了其耐温耐盐性、界面活性、润湿性能、吸附性能、洗油效率、驱油效率等；结果表明，BHJ-2耐温达140℃，耐盐达23.3×104mg/L，吸附损失为0.574mg/g油砂，可将油-地层水-岩石接触角由亲油性109.6°转变为亲水性61.4°。在140℃高温条件下老化30d后，界面活性和洗油效率基本不变，油水界面张力为0.576mN/m，静态洗油效率达到83.7%，可提高驱替效率36.7%，研究表明BHJ-2可适用于高温高矿化度条件的亲油性碳酸盐岩油藏。     

双磷酸酯表面活性剂的合成与性能

以三氯氧磷、二元醇(酚)、正十二醇为原料,合成了4种双十二烷基双磷酸酯(HDP,DGDP,BDP,PDP)。产物经无水乙醇重结晶提纯后,通过IR、1HNMR、质谱和电位滴定进行了结构表征。25℃时,它们的电离常数分别为:2.76×10-5mol/L(HDP),3.940×10-4mol/L(DGDP),1.595×10-4mol/L(BDP),4.255×10-3mol/L(PDP)。20℃时,它们的临界胶束浓度分别为:3.5×10-4mol/L(HDP),9.0×10-4mol/L(DGDP),1.1×10-3mol/L(BDP),1.3×10-3mol/L(PDP);在临界胶束浓度处的表面张力分别为:30.38 mN/m(HDP),34.49 mN/m(DGDP),35.31 mN/m(BDP),36.14 mN/m(PDP)。差热分析表明,4种产物的分解温度分别为:231℃(BDP),251℃(HDP),227℃(PDP),249℃(DGDP);初熔温度分别为:87℃(BDP),80℃(HDP),97℃(PDP),72℃(DGDP)。     

含氟纳米乳液的制备及在储层润湿逆转中的应用

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、γ－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、全氟烷基乙基丙烯酸酯(PEA)为原料,制备了一种可改变储层润湿性、防止储层水锁的含氟纳米乳液（FPA）。采用FT-IR、SEM、XRD、粒径对FPA乳液的结构及稳定性进行了表征,结果表明,PEA成功引入到聚合物链上,随着PEA质量分数增加,乳液粒径增大,当PEA质量分数大于1.5 %时,乳液出现分层, PEA质量分数为1.5 %时（FPA-3）,乳液稳定性最好。采用表面张力、排出率、毛细管自吸、接触角等测试方法,考察了FPA-3溶液质量分数对改变岩心润湿性的影响,结果表明,随着FPA-3溶液质量分数增大,FPA-3水溶液表面张力减小,排出率增大,毛细管自吸高度减小, 与水的接触角增大。当FPA-3乳液质量分数为2.0 %时,其表面张力由46.01 mN/m减小至22.68 mN/m,表面张力减少了50.7 %;排出率由19.89 %提高至29.47 %,排出率提高了48.16 %;毛细管自吸高度由42 mm减小至30 mm,毛细管自吸高度减少了28.6 %;岩心的表面自由能由73.2 mN/m减小至8.7 mN/m,岩心的表面自由能减少了88.11 %;使岩心由亲水性（θ=69.8 °）转变为疏水性（θ=125.1 °）。因此,含氟纳米乳液可作为润湿反转剂改变储层润湿性,提高气井采收率。     

Surface tensions and contact angles due to lignin sulphonates in the system: Liquid sulphur,aqueous zinc sulphate and zinc sulphide

Surface tension and contact angle measurements were made in the liquid sulphur-aqueous zinc sulphate-zinc sulphide system at superatmospheric pressures, and showed that, in the absence of surfactants, the liquid sulphur-aqueous solution interfacial tension was 54.0 ± 1.0 mN/m, falling to 27.0-30.0 mN/m when 0.3 g/L or more of lignin sulphonate was added to the solution. At the same time, the contact angle between liquid sulphur and the same solution increased from 80 ± 5° to 148 ± 5°. As a result, the work of adhesion between liquid sulphur and zinc sulphide falls from 63.7 mJ/m² to about 5.3 mJ/m². The results indicate that adsorption of lignin sulphonate occurs on both the mineral-aqueous and the sulphur-aqueous interfaces.     

聚N-异丙基丙烯酰胺接枝核孔膜微观结构及温敏响应特性

采用等离子体诱导填孔接枝聚合法在聚碳酸酯核孔（PCTE）膜上成功地接枝了聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）,采用X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、接触角测量仪和水通量实验,系统地研究了PNIPAM-g-PCTE膜的化学成分、微观结构和温敏特性,以期为环境感应型开关膜的设计和制备提供指导.结果表明,PNIPAM被均匀地接枝在PCTE膜表面和膜孔中;当填孔率F<44.2%时,PNIPAM-g-PCTE膜的膜孔由于孔内接枝物的体积变化而表现出温敏开关特性,并且膜孔径随着F的增大而减小;当F>44.2%以后,水溶液中膜的膜孔被溶胀的PNIPAM接枝链堵塞,此时PNIPAM-g-PCTE膜不再具有温度开关特性;40 ℃时膜孔被完全堵塞的临界填孔率范围在30%～40%之间;随着温度从25 ℃增加到40 ℃,PNIPAM-g-PCTE膜表面的接触角也从58.5°增加到87.9°;PNIPAM-g-PCTE膜水通量的温敏开关特性主要取决于膜孔径的变化,而不是膜表面亲水性的改变.     

Urine Advancing Contact Angle on Several Surfaces

Urine wetting properties may influence the design and performance of catheters, urinalysis instruments, and lab-on-a-chip technologies. In this study the advancing contact angle _adv of urine on several materials is characterized. Material type and surface tension have a significant effect on _adv, while pretreatment and aging do not. Mean urine _adv are between ≈78° and ≈89° on hydrophilic surfaces, and up to over ≈105° on hydrophobic surfaces. Expected urine contact angles will decrease from the DI water contact angles by on average 10°, and up to 20°, while urine surface tension will be lower than DI water by 12.12 mN/m and 18.53 mN/m. A unit change (mN/m) in surface tension results in a 0.75° change in _adv. These results indicate that systems attempting to exploit urine wetting must account for highly variable conditions.     

Synthesis and thermo-responsive behavior of fluorescent labeled microgel particles based on poly(N-isopropylacrylamide) and its related polymers

Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) microgel particles labeled with 3-(2-propenyl)-9-(4-N,N-dimethylaminophenyl)phenanthrene (VDP) as an intramolecular fluorescent probe were prepared by emulsion polymerization. The thermo-responsive behavior of the VDP-labeled PNIPAM microgel particles dispersed in water was studied by turbidimetric and fluorescence analyses. The transition temperature of the VDP-labeled PNIPAM microgel particles in water determined by turbidimetric analysis was ca. 32.5 °C. The wavelength at the maximum fluorescence intensity of the VDP units linked directly to the microgel particles dramatically blue-shifted around the transition temperature. In addition it gradually blue-shifted even below the transition temperature where there was no change observed in the turbidity. These findings suggest that the gradual shrinking of microgel particles occurs with increasing temperature and the subsequent dramatic shrinking results in the increasing in the turbidity. The transition temperatures of VDP-labeled poly(N-n-propylacrylamide) and poly(N-isopropylmethacrylamide) microgel particles determined by turbidimetric analysis were ca. 23 and ca. 42.5 °C, respectively, and their thermo-responsive behavior was similar to that for the VDP-labeled PNIPAM system. In these three systems the microenvironments around the fluorescent probes above the transition temperatures became more hydrophobic than those below the transition temperature, and the estimated values of microenvionmental polarity around the VDP units on their collapsed states were almost the same.     

聚（N-异丙基丙烯酰胺）/聚丙烯酸半互穿网络微凝胶的合成及表征

利用IPN技术合成了一种具有温度和pH双重敏感性的聚（N-异丙基丙烯酰胺）/聚丙烯酸半互穿网络微凝胶（PNIPAM/PAAc semi-IPN）。这种微凝胶在酸性条件下发生典型的体积相转变;而在弱碱性条件下,当温度低于聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）微凝胶的体积相转变温度（VPTT）时,微凝胶的粒径随着温度的上升而增大,当温度达到VPTT后,粒径突然急剧减小,并随着温度的逐渐上升而减小,最终趋向平衡。     

核壳型含氟丙烯酸酯乳液的合成及表征

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)等为主要原料,采用多步乳液聚合法,合成了具有核壳结构的含氟丙烯酸酯乳液。实验结果表明,主要单体质量比m(MMA)∶m(BA)=45∶55,核壳单体质量比为6∶4,含氟单体质量分数为7%,乳化剂质量分数为3%~4%时,制备得到的含氟丙烯酸乳胶粒子具有软核/硬壳结构,粒径为120 nm,乳胶膜吸水率为7%。通过傅里叶红外光谱法(FTIR)对乳液结构进行表征,结果表明,含氟单体参与了有效聚合;差示量热扫描(DSC)和热重分析法(TG)分析结果表明,聚合物存在两个玻璃化温度(-10.2℃和58.4℃),且热分解温度比不含氟的聚合物提高了59℃;接触角测试结果表明,当w(HFMA)≥7%时,乳胶膜正面与水的接触角为98.2,°说明所合成的核壳结构含氟丙烯酸酯乳液中有机氟富集于壳层,涂膜的耐热、疏水性良好。     

含氟超支化聚酯的合成及其性能研究

利用十三氟辛酸对超支化聚酯进行端基改性,得到了含氟超支化聚酯。采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热分析仪等对聚合物进行了表征和分析。结果表明:十三氟酸成功接枝到超支化聚酯上,含氟超支化聚酯的玻璃化转变温度为-20.5℃,含氟超支化聚酯溶液在固含量高达70%时仍具有较低的黏度,该聚合物成膜性好,涂膜的附着力为1级,柔韧性为1 mm,铅笔硬度2 H,抗冲击强度4.9 J/cm2,与水的接触角为105°,具有良好的表面疏水性。     

热分解乳化剂合成及在喷墨CTP中的应用

合成了2个可以热分解失去再乳化作用的表面活性剂,十二、十八烷基酸没食子脂酸钠,表征了结构。试验了与K12(十二烷基硫酸钠)相比对苯乙烯、26#白油的乳化能力,其乳化性能高于K12,苯乙烯乳化能力是K12的2.17倍,测定了CMC为0.267×10-3mol/L,γCMC为48.0 mN/m。TG/DTG研究了乳化剂的热分解性能。氮气流中,150.02℃开始分解,260℃分解速率最大。在150℃烘箱中30 s表面活性剂粉末即热分解失去亲水基团。应用在喷墨微滴珠液中喷涂在经电解氧化的铝版基上,热处理30 s,温度200℃,涂膜接触角达到120(°)基本恒定。制成的喷墨CTP版,在胶印机上进行了印刷,耐印率达到2万印。分辨率取决于喷墨打印机。     

沙特原油活性组分的结构对油水界面性质的影响

测定了从沙特原油中分离出的胶质和沥青质的红外、紫外光谱和相对分子质量。对含有胶质、沥青质的模拟油和模拟水体系,测定了其界面张力和界面剪切黏度。胶质和沥青质的相对分子质量分别为497和1 786;光谱分析结果表明,沥青质比胶质含有更多的芳香环结构。含胶质和沥青质体系的界面张力分别是33.205 8 mN/m、31.732 5 mN/m,相差不大。对于界面剪切黏度,沥青质体系远大于胶质体系,同在100 mg/L,胶质体系剪切速率在0-0.5 rad/s时,界面剪切黏度最大不超过0.002 5 mN/m,而沥青质体系剪切速率在0.3 rad/s下,界面剪切黏度最大值大于1.000 0 mN/m,并且其曲线具有吸附曲线的特征,沥青质体系具有较强的界面膜,其界面膜的形成经历了从液态扩张膜到液态凝聚膜的变化过程。界面膜强度的大小与界面活性物质的相对分子质量的大小和芳香环结构含量的多少有关。     

Enhanced oil recovery from high‐salinity reservoirs by cationic gemini surfactants

In order to enhance oil recovery from high‐salinity reservoirs, a series of cationic gemini surfactants with different hydrophobic tails were synthesized. The surfactants were characterized by elemental analysis, infrared spectroscopy, mass spectrometry, and ¹H‐NMR. According to the requirements of surfactants used in enhanced oil recovery technology, physicochemical properties including surface tension, critical micelle concentration (CMC), contact angle, oil/water interfacial tension, and compatibility with formation water were fully studied. All cationic gemini surfactants have significant impact on the wettability of the oil‐wet surface, and the contact angle decreased remarkably from 98° to 33° after adding the gemini surfactant BA‐14. Under the condition of solution salinity of 65,430 mg/L, the cationic gemini surfactant BA‐14 reduces the interfacial tension to 10^?3 mN/m. Other related tests, including salt tolerance, adsorption, and flooding experiments, have been done. The concentration of 0.1% BA‐14 remains transparent with 120 g/L salinity at 50 °C. The adsorption capacity of BA‐14 is 6.3–11.5 mg/g. The gemini surfactant BA‐14 can improve the oil displacement efficiency by 11.09%. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 46086.