白炭黑原位复合聚丙烯酰胺水凝胶的合成及次级网络对流变行为的影响

采用水溶液聚合法,通过丙烯酰胺与白炭黑原位复合,制备出复合聚丙烯酰胺凝胶.采用高级流变仪和红外吸收光谱证实了白炭黑与聚丙烯酰胺形成的次级网络的存在,通过对比不同白炭黑填充量和不同吸水倍数对聚丙烯酰胺水凝胶模量、损耗角正切、零切黏度和流动指数的影响,发现白炭黑的加入对聚丙烯酰胺凝胶力学性能的贡献,随着白炭黑用量在0%～3...     

通过聚合物水溶液流经滤膜的流出曲线计算不溶凝胶含量的方法

本文对聚合物水溶液在通过多孔滤膜时的流动行为进行了数学分析,进而建立了一套在恒压模式下聚合物溶液通过多孔滤膜时的流动曲线分析方法,得到了聚合物水溶液中≥滤膜微孔可封堵尺度的不溶凝胶含量,可以有效评价聚合物溶液的溶解性和溶液的均匀性。与传统的过滤因子测试方法相比,该方法获得的参数与溶液的均匀性和滤膜孔径相关,排除了其他测量条件的影响,同时有更高效的测试效率。对于三次采油中大量使用的驱油剂聚丙烯酰胺,本文设计的方法能有效评价其中不溶凝胶含量。通过该方法计算也可以得到过滤因子与对应的不溶凝胶含量的关系曲线,计算发现,驱油剂用聚丙烯酰胺的通用行业标准中的过滤因子1.5对应溶液中的不溶凝胶含量应在0.4%左右。     

HAPAM/NP-10复配溶液在高温高盐下的溶液性质及复配结构

在总矿化度180 000 mg/L、温度85℃条件下,考察了自制疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)/非离子表面活性剂(NP-10)复配溶液的黏度与拉伸流变行为,并研究了NP-10对HAPAM溶液流变性能的影响及复配结构的变化。实验结果表明,NP-10的加入对溶液黏度几乎没有影响,但对溶液弹性影响很大,将疏水单体(AMCn)质量分数1%的HAPAM配制成为质量浓度1 000 mg/L的溶液,并逐步提高NP-10的浓度,在ρ(NP-10)≤1 000 mg/L时,溶液表现出假塑性流体的特性;ρ(NP-10)=500 mg/L时,弹性最大;ρ(NP-10)≥1 500 mg/L时,溶液的假塑性逐渐消失,流变性能更趋近于牛顿流体;NP-10与HAPAM复配溶液的结构变化主要与溶液中AMCn及NP-10的含量有关,当AMCn与NP-10的质量比在1∶50及1∶150附近时,HAPAM与NP-10的复配结构发生明显转变。     

骨修复用聚磷酸钙/壳聚糖复合材料的合成及其细胞相容性

采用自行设计的悬浮液热分散复合法, 用硬脂酸(Sad)作为致孔剂, 通过复合-沉析-浸溶-漂洗-干燥的工艺制备大孔聚磷酸钙/壳聚糖(CPP/CS)复合材料棒材。将复合悬液滴入凝固液中, 经浸泡-漂洗-干燥的工艺制备CPP/CS微孔复合材料颗粒。用红外光谱及扫描电镜对复合材料进行了表征。实验表明, 合成的复合材料中CS的氨基和CPP的P O基生成了氢键, 其形态结构致密均匀, 大孔复合材料棒材的孔径为50~300μm, 孔隙率为71.13%; 微孔复合材料颗粒的孔径为10~100μm, 孔隙率为40.76%。研究了2种工艺不同配比复合材料的细胞相容性, 发现: 大孔复合材料棒材的细胞相容性比微孔复合材料颗粒好, 复合材料中随着CPP含量的增加, 细胞相容性增加, 当复合材料中CPP和CS的质量比为7/3时, 复合材料的细胞相容性较好。CPP与CS复合可以提高其压缩强度, 原料质量配比为CPP/CS＝7/3时, 复合材料的强度最高。      

丙烯酰胺反相细乳液聚合

采用反相细乳液法,以白油为连续相,失水山梨醇单油酸酯/聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯为乳化剂,一种聚合物型乳化剂(聚异丁烯琥珀酸酯与山梨醇油酸酯的混合物)作为助稳定剂,通过正交实验确立了基本乳液体系,考察了微乳化工艺中转速变化、乳化剂体系组成、浓度及单体含量对聚合产物稳定性的影响,并研究了不同单体浓度和聚合时间等聚合工艺对微球粒径及分布的影响。结果表明,复合乳化剂含量为3.0%,转速为10 000 r/min下乳化20 min,在单体浓度55%,亲水疏水平衡值(HLB值)为5.5,采用氧化还原引发体系,聚合时间为6 h时,可以得到固含量35%以上、粒径数百纳米的长期稳定的亚微米级聚丙烯酰胺微球乳液。     

部分交联聚丙烯酰胺的合成机理

采用水溶液聚合合成出一种新型部分交联结构的聚丙烯酰胺。通过实时红外追踪、二维红外相关光谱分析和动态流变测试,揭示了由三官能度功能单体形成支化结构的反应历程和交联反应受动力学控制的独特机理。因支化活性链端偶合终止形成部分交联聚丙烯酰胺的反应,受急剧增大的体系黏度的影响,使支化活性端链的运动受到不同程度的抑制,耦合终止难以发生,部分支化链得以保留。这为深入理解部分交联的聚丙烯酰胺结构的形成机理和有效调控部分交联聚丙烯酰胺的支化和交联的比率提供了依据。     

驱油用疏水缔合聚合物临界缔合浓度的性能研究

对自制的用于高温高盐油藏驱油用疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)处于临界缔合浓度(CAC)上下的两个浓度的溶液进行了各项性能评价对比。结果表明,该HAPAM在高于CAC之上表现出优异的性能:当NaCl溶液质量浓度从70 000 mg/L增长到200 000 mg/L时,聚合物溶液的黏度增长30倍,在180 000 mg/L模拟盐水中,90℃时的黏度是30℃时的6.2倍,显示出良好的耐温抗盐性;在变剪切实验中显示良好的剪切恢复性;流变学研究表现出具有明显的黏弹性;岩心实验结果表明,高于CAC的聚合物注入压力传播更均匀。     

人工神经网络在材料开发中的应用研究进展

介绍了人工神经网络(ANN)的发展历程、模型特性与分类,以及反向传播(BP)神经网络模型及其改进算法,重点论述了ANN在高分子聚合反应过程和质量控制、成型加工工艺设计与条件优化、材料使用与服役性能预测方面的应用进展,以及在辅助性能表征与分析等方面的应用研究状况,并指出了ANN在未来新材料开发中应用的发展方向和亟待解决的问题。     

以流变数据预测粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中运移时的平衡压力

基于如何不通过复杂的渗流实验粗略预测部分交联聚丙烯酰胺(PCPAM)的驱油性能,结合系统的流变试验和渗流实验的数据分析,发现聚合物溶液在流经填沙管时,填沙管的压差大小与聚合物溶液初始模量有关。文中通过Maxwell模型推导了平衡压力和流变性能的关系,再经过拟合得到PCPAM在多孔介质中的渗流模型。由此证明,可以由流变仪的平板模式在一定板间距下PCPAM样品的弹性模量G′等流变量据来衡量和预测聚合物溶液在多孔介质内的流动行为,进而有效评估新型驱油剂的驱油效果。     

预交联共聚物驱油剂高温高盐环境下长期耐老化机理研究

由AM、DMAM及一种支化单体合成了在水中可形成非均相溶液的预交联共聚物,以相同条件下合成的AM均聚物为对比剂,考察了该共聚物作为驱油剂在温度85℃、盐度30 g/L水溶液中老化3个月后流变性能变化。1 g均聚物和共聚物在100 mL盐水中的溶液,老化前表观黏度分别为1.013和0.604 Pa.s,老化后分别为0.576和1.830 Pa.s;老化后的均聚物和共聚物水解度分别由15.3%和13.2%增至49.7%和42.6%;70℃下在测试频率范围内,老化前后共聚物的G′和G″均高于均聚物,老化后共聚物G′和G″曲线相交点频率增大,即共聚物溶液的弹性大于均聚物;70℃下在测试剪切速率范围内,老化后共聚物溶液的黏度降幅明显小于均聚物,黏度保留率基本上随剪切速率增大而增大。根据以上实验结果并结合核磁共振图谱,认为该共聚物的耐老化机理,一是聚合物分子线团的适度交联,二是DMAM单元阻止相邻酰胺基催化水解作用。推荐该共聚物用作高温高盐环境的驱油剂。