ABS/NBR热塑性硫化胶压缩Mullins效应及其可逆恢复的研究

研究丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)/丁腈橡胶(NBR)热塑性硫化胶(TPV)的压缩Mullins效应及其可逆恢复。结果表明:NBR粒子均匀分散在TPV表面,其粒径为10~15μm;在循环单轴压缩过程中TPV出现明显Mullins效应,且同一压缩应变下,TPV的最大压缩应力、内耗和损耗因子(tanδ)均在第1次加载-卸载循环时达到最大,在第2次加载-卸载循环时显著下降,此后呈缓慢下降趋势;随着压缩次数增加,TPV的瞬时残余形变和应力软化因子(Ds)增大;随着压缩应变增大,TPV的最大压缩应力、瞬时残余形变、内耗和tanδ均显著增大,Ds减小;随着热处理温度升高,TPV在第2次循环压缩时最大压缩应力的恢复程度增大,热处理温度为110℃时,TPV压缩Mullins效应的恢复效果最佳。     

基于ABS/废旧NBR胶粉热塑性弹性体的制备及性能

采用熔融共混法制备了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)/废旧NBR胶粉(WNBRP)复合体系,以氯化聚乙烯(CPE)为增容剂改善其界面相容性,研究了CPE用量对其力学性能和微观结构的影响。结果表明,CPE可显著改善ABS/WNBRP复合体系的综合性能,且CPE含量为18份时,综合力学性能最佳;基体中CPE的存在,一方面可以增强ABS与WNBRP的界面相容性,另一方面可以提高基体ABS的塑性变形能力;FE-SEM研究表明,与ABS/WNBRP复合体系相比,增容TPE的断面形貌较为平整,界面结合较好,力学性能提升显著。     

嵌段共聚聚丙烯/三元乙丙橡胶热塑性硫化胶的压缩Mullins效应及其可逆回复

采用动态硫化法制备了嵌段共聚聚丙烯（PP-B）/三元乙丙橡胶（EPDM）热塑性硫化胶（TPV）,对其微观结构、压缩Mullins效应及其可逆性进行了研究。结果表明,粒径为10~20μm的EPDM硫化胶粒子均匀分散于PP-B相中;PP-B/EPDM TPV在单轴循环压缩过程中存在显著的Mullins效应,且在一定压缩应变下,最大压缩应力、内耗和损耗因子均在第1次循环压缩时出现峰值,在第2次循环压缩时即发生大幅度下降,但之后的下降趋势减弱;提高热处理温度,循环压缩的最大应力回复程度增大,且在120℃时回复情况最佳。     

低渗透油藏水锁机理与助排表面活性剂的优选原则

低渗透油藏水力压裂之后，压裂液进入岩石基质会造成水锁伤害，从而降低基质渗透率。由于低渗透岩石具有孔喉小、毛细管力大、原油动用深度浅等特征，毛细管末端效应会加剧毛细管力滞留侵入压裂液所产生的水锁伤害。明确这种水锁形式的伤害程度与作用时长，有利于正确评估水平井单井产能在返排过程中的恢复程度，并依此合理地优化现场"焖井"处理时机与压裂液中助排剂的使用。利用CT扫描实时监测下的岩心流动实验，明确了低渗透岩石中毛细管末端效应造成的附加水锁伤害，及其伤害程度与作用时长随岩石渗透率与水侵深度的变化规律。该附加伤害从程度和时长上，都大于原油生产对应毛细管数下残余水饱和度对基质渗透率的水锁伤害，其作用时长随岩心物性参数√K/φ的减小而线性增加，随水侵深度的增加而呈幂函数增加趋势。实验结果表明，利用渗吸作用解除水锁伤害对致密储层的效果甚微，需要依靠在压裂液中添加表面活性剂（助排剂）辅助压裂液返排而进行提产。通过对比3种能够实现跨越5个数量级油水界面张力（10^-4~23 mN/m）的表面活性剂体系，揭示了水湿低渗透油藏中助排剂的显著效果，以及油湿低渗透储层中润湿性反转优于降低油水界面张力的提产效果。     

ZDMA补强EVA/CPE/NBR共混型热塑性硫化胶的Payne和Mullins效应研究

采用动态硫化法制备乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/氯化聚乙烯(CPE)/丁腈橡胶(NBR)共混型热塑性硫化胶(TPV),研究TPV的应力-应变行为、微观相结构、Payne和Mullins效应。结果表明:甲基丙烯酸锌(ZDMA)补强TPV的储能模量随应变的增大而显著下降,表现出典型的Payne效应;TPV存在明显的Mullins效应,相同拉伸比下,与EVA/CPE/NBR TPV相比,ZDMA补强TPV的最大应力、瞬时残余应变、内耗、损耗因子和软化因子均有所提高。     

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物/丁腈橡胶热塑性硫化胶的相容及Mullins效应研究

采用动态硫化方法制备丙烯腈 丁二烯 苯乙烯三元共聚物（ABS）/丁腈橡胶（NBR）热塑性硫化胶（TPV）,以氯化聚乙烯（CPE）为相容剂改善其界面相容性,研究CPE用量对TPV物理性能、Mullins效应和微观结构的影响。结果表明：CPE可显著改善ABS/NBR TPV的界面相容性,当CPE用量为6份时,TPV的综合性能较好;TPV在单轴循环拉伸过程中存在明显的Mullins效应,在相同的拉伸比下,TPV的最大应力、内耗能和损耗因子在第1次加载 卸载循环中最大,在第2次循环拉伸时显著下降,但随后下降幅度减小;与未相容TPV相比,相容TPV具有较高的瞬时残余形变、应力软化因子和损耗因子。扫描电子显微镜分析结果表明,相容TPV的断面较为平整,NBR硫化胶粒子均匀分散在TPV的表面。     

吸水膨胀型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/丁腈橡胶热塑性硫化胶的性能及微观形貌

以交联聚丙烯酸钠（CPNa AA）为吸水材料,通过动态硫化法制备了基于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）/丁腈橡胶（NBR）/氯化聚乙烯（CM）热塑性硫化胶（TPV）的吸水膨胀橡胶（WSR）,考察了CPNa AA用量对WSR物理机械性能和吸水性能的影响,研究了WSR的微观形貌。结果表明,在实验范围内,ABS/NBR/CM/CPNa AA WSR的应力-应变行为均表现出＂软而韧＂的弹性体特征,随着CPNa AA用量的增加,WSR的拉伸强度、扯断伸长率、永久变形和撕裂强度均呈下降趋势,邵尔A硬度略有提高,WSR的吸水率、吸水速率及脱水失重率提高,当CPNa AA用量为70份时,室温下95 h WSR即达到吸水平衡状态,此时吸水率为369.8%;与第1次的最大吸水率相比,第2次及第3次的最大吸水率仅有小幅降低,但第2次及第3次的初始吸水速率远大于第1次的初始吸水速率,脱水失重率明显降低;CPNa AA在TPV中分散均匀,未出现团聚现象,但表面结构松散,与TPV之间的界面作用较弱;WSR吸水干燥后表面出现明显的缝隙和孔洞。     

ABS/NBR TPV压缩永久形变的可逆回复机制及模型构建

采用动态硫化法制备了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)/丁腈橡胶(NBR)动态硫化体系,研究了橡塑比和热处理温度对压缩永久形变的可逆回复的影响,探讨了可逆回复的机制并构建其数学模型。结果表明,提高橡塑比和热处理温度,均可显著加快热塑性硫化胶(TPV)压缩永久形变的可逆回复,且在接近基体玻璃化转变温度(Tg)时TPV压缩永久形变几乎完全可逆;基于TPV的微观结构和可逆回复曲线的特征,探讨压缩永久形变的可逆回复机制;采用广义Maxwell模型对压缩永久形变可逆回复过程进行了描述,并探讨了橡塑比和热处理温度对可逆回复各阶段松弛时间的影响。     

吸水膨胀型CM的结构及性能

采用交联聚丙烯酸钠(CPAAS)为吸水材料,制备了氯化聚乙烯橡胶(CM)/CPAAS共混型吸水膨胀橡胶(WSR),并对其力学性能、吸水性能、微观结构及粘弹行为进行了研究。结果表明,随着CPAAS用量的增加,WSR的吸水率显著提高,当CPAAS用量为60份时,室温条件下700h的吸水率高达1200%;2次及3次吸水率显著提高,失重率明显降低;FE-SEM观察表明,吸水干燥后,样品表面出现明显的孔洞,导致2次及3次吸水速率提高;粘弹行为研究表明,应变扫描时,WSR存在明显的Payne效应。     

基于HIPS/废旧SBR胶粉热塑性弹性体的制备及性能

采用熔融共混法,制备高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/废旧丁苯胶粉(废旧SBR胶粉)复合体系,通过在基体HIPS中填加芳烃油和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体(SBS),研究了体系的力学性能及微观相态结构。结果表明,HIPS/废旧SBR胶粉复合体系中填充10份以上的芳烃油,可获得热塑性弹性体(TPE);在HIPS/废旧SBR胶粉/芳烃油体系中加入SBS进行增容,拉断伸长率有较大提高。拉伸断面形貌研究表明,基体中填充芳烃油和SBS,基体无明显塑性变形和撕裂带,断面平坦,体系具有良好的高弹形变回复能力。