邻苯二甲酸酯的合成及其性能研究

以邻苯二甲酸酐和脂肪醇为原料,硫酸氢钠为催化剂酯化合成了一系列邻苯二甲酸酯。考察了脂肪醇的链长度、类型及支链醇含量等因素对合成酯性能的影响,进而得出其结构与性能的变化规律,并为高性能油品的合成提供理论依据。结果表明,随着脂肪醇链长的增加,合成酯的粘度和粘度指数逐渐增大,倾点和闪点也呈升高趋势;碳原子数目相同的支链醇酯较直链醇酯具有更高的粘度、倾点和闪点以及更低的粘度指数;在直链醇中引入支链醇,所得合成酯的粘度增大,粘度指数减小,倾点和闪点升高;且随着支链醇含量的增加,合成酯的粘度总体呈增大趋势,粘度指数逐渐减小,倾点和闪点呈锯齿型变化。     

三种烷基二苯胺类抗氧剂的合成与性能

以二苯胺为原料,在无水氯化铝的催化作用下,分别和正己烯、正十二烯、苯乙烯反应,合成了3种不同结构的烷基二苯胺类(ADPA)抗氧剂。用红外光谱和气质联用对其分子结构进行了表征,分别采用热重和旋转氧弹法对比考察了自制抗氧剂与国外产品L57的热稳定性和抗氧化性能,并进一步研究了其与2,6-二叔丁基对甲酚(T501)、二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的复配抗氧化性能。结果表明,所研制抗氧剂中对位单取代质量分数达80%以上;添加质量分数为1%时可将基础油的氧化诱导时间最高提至77倍,其与传统抗氧剂之间的复配效应则主要受烷基二苯胺分子结构的影响。     

环境友好型交联酸的性能及其反应动力学

以乳酸、葡萄糖酸、聚乙烯亚胺(PEI)及聚丙烯酰胺类稠化剂为主要原料,采用溶液共混法制备了一种环境友好型耐高温交联酸EAC-1。结合FTIR、流变测试、SEM等分析了乳酸与葡萄糖酸混合形成的复合酸溶蚀CaCO3的协同作用机理以及交联酸EAC-1的流变性、微观结构以及破胶性能,明确了交联酸的反应速率常数及其反应动力学方程。结果表明,当乳酸及葡萄糖酸物质的量比为1∶1时,乳酸和葡萄糖酸可与Ca2+通过共价键作用形成一种具有高溶解度的螯合物,使残酸中无二次沉淀生成;当PEI质量分数为0.12%时, 170 s–1、110℃下交联酸黏度保持在50 mPa·s以上;交联剂PEI与稠化剂形成的立体网状结构保证体系具有良好的耐温耐剪切能力,且交联酸破胶均匀,无残渣,破胶液黏度仅为4.2 mPa·s;EAC-1的反应速率常数比以盐酸为主体酸的交联酸HC-1小1个数量级,表明EAC-1交联酸具有良好的缓速性能,有利于延长酸液有效作用距离。     

高纯度甲缩醛的制备方法研究

采用实验室常用仪器搭建的反应精馏装置,在硫酸催化甲醇与多聚甲醛制备甲缩醛的过程中,考察了原料配比、加热温度、催化剂用量、反应时间等对甲醇转化率、甲缩醛产率及制备甲缩醛纯度的影响,并通过正交实验得出了最优甲缩醛制备条件:n(甲醇)/n(多聚甲醛)=1.9,加热温度为70℃,反应时间2.75 h,催化剂加入量为甲醇体积的3.5%时,甲醇转化率达99.32%,甲缩醛产率99.88%,所制得甲缩醛的质量分数为96.88%,甲醇质量分数为3.11%,水的质量分数小于0.01%。     

四元共聚钻井液降滤失剂的合成与性能评价

采用丙烯酰胺(AM)、烯丙基磺酸钠(SAS)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)与烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)制备了一种抗温耐盐AM-SAS-SSS-APEG四元共聚物用于钻井液降滤失剂。通过单因素法考察了单体配比、单体浓度、引发剂用量、反应温度等对合成降滤失剂性能的影响,确定了最佳合成条件为:单体质量比:m(AM)∶m(APEG)∶m(SSS)∶m(SAS)=6.5∶2.0∶0.5∶1.0,单体质量分数为20%,引发剂用量为单体总质量的0.2%,反应温度60℃。对该条件下制备的聚合物进行了红外光谱表征(FTIR);热重分析(TGA)表明,该聚合物具有较好的热稳定性;对不同条件下泥浆形成的滤饼进行了电镜扫描(SEM),对比滤饼形貌发现,加入降滤失剂后可形成薄而致密的泥饼。抗温耐盐实验结果表明,所合成的聚合物抗温能力较好(190℃),在盐水及复合盐水钻井液中均具有较好的降失水能力。     

有机胺硼交联剂AB-1的合成及应用

以硼酸、正丁醇、乙二醇和四乙烯五胺为原料制备出一种针对多羟基醇压裂液体系的有机胺硼交联剂AB-1,考察了制备有机胺硼交联剂的影响因素,确定了交联剂的最佳合成工艺。结果表明:第一步酯化反应,硼酸加量为15 g,乙二醇35 g,正丁醇25 g,在120℃下反应1 h;第二步络合反应,四乙烯五胺加量为10 g,季戊四醇5 g,氢氧化钠5~10 g,在150℃下反应2 h,得到交联剂AB-1。压裂液性能评价结果表明:交联剂AB-1与羟丙基胍胶CJ2-6交联产生的冻胶具有良好的延缓交联性能、耐温抗剪切性能、悬砂性能和破胶性能。     

疏水缔合聚合物减阻剂的合成及流变性能

采用疏水单体FW-12(物质的量比2∶1的丙烯酸十八酯与甲基丙烯酸十六烷基酯混合物)与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)聚合得到水溶性疏水缔合聚合物减阻剂FHAPAM。考察了聚合过程放热特点,找出含疏水基团时聚合反应热量变化基本规律,用流变仪测定了FHAPAM水溶液的流变性能;芘探针实验探究了溶液的极性及变化规律;室内减阻实验测试其减阻性能。结果表明:FHAPAM聚合温度受疏水单体摩尔分数影响较大,存在明显的平台区,FHAPAM水溶液受剪切作用表现出强触变性;溶液极性随疏水单体摩尔分数的增加而降低,且第一振动带与第三振动带强度比值I1/I3的比值存在突变点;FHAPAM耐温性强于普通聚丙烯酰胺(PAM);疏水单体摩尔分数不同,储能模量(G')、损耗模量(G″)均表现出特殊性。FHAPAM低浓度时,减阻性能优良,其展现出作为滑溜水压裂液良好的应用前景。     

一种疏水缔合型阳离子聚合物酸液稠化剂的合成及性能

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、甲基丙烯酰氧乙基二甲基正十六烷基溴化铵(HDMC)为原料,采用自由基水溶液聚合制备阳离子型疏水缔合聚合物P(DMC-HDMC)。用红外光谱、核磁共振氢谱和荧光光谱分别对其分子结构和疏水微区结构进行了表征,并对其在酸液中的流变性进行了考察。结果表明,P(DMC-HDMC)含有亚甲基长链(CH2)15,在溶液中能够形成疏水微区,且其临界缔合质量分数(CAC)为～0.17%(质量分数)。在w(HCl)=20%的溶液中,当w〔P(DMC-HDMC)〕=0.16%(CAC)时,其流出时间t分别为20.47 s和40.8 s;与非疏水缔合型聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC)相比,随酸质量分数的增加,PDMC的黏度明显降低,而P(DMC-HDMC)则相对稳定,整体呈略微上升趋势;w〔P(DMC-HDMC)〕=1.0%时,在w(HCl)=20%溶液中60、90℃下的热稳定性ω分别为85.5%和70.4%;w〔P(DMC-HDMC)〕=0.8%时,w(HCl)=20%溶液中30℃、170 s-1下剪切120 min后剪切稳定性ω'为88.3%。     

一种位阻酚类杂环衍生物添加剂的摩擦学性能

合成了一种位阻酚类润滑油添加剂2,5-二(4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚)-噻二唑(BTMTD),使用热重分析仪对其热稳定性能进行表征,结果表明,该化合物具有远高于常用酚类添加剂的分解温度,具有较高的热稳定性;利用四球机评价了该化合物在加氢油中的摩擦学性能,结果显示,该化合物拥有很好的抗磨性能、极压性能,能够有效提高基础油的抗磨损性能,是一类性能优良的加氢油极压抗磨添加剂;利用差热扫描(PDSC)和旋转氧弹评价了其抗氧化性能,结果显示,该添加剂的旋转氧弹诱导期是基础油的20倍左右,大大优于常用的无灰抗氧剂。     

胺型离子液体聚醚复配破乳剂的制备与性能

合成了硝酸正丁胺和醋酸正十二胺两种胺型离子液体,考察了它们与交联型聚醚破乳剂NJ-20复配产生的破乳脱水作用。结果表明,50℃、复配型破乳剂加入量为200 mg/L时(100 mg/L聚醚NJ-20破乳剂与100mg/L胺型离子液体复配),上述两种胺型离子液体与聚醚NJ-20复配型破乳剂对模拟原油乳状液2 h的脱水率分别达到75%和91%,而单独聚醚NJ-20破乳剂在同样的条件下其脱水率仅为65%。40℃、醋酸正十二胺复配型破乳剂加入量为200 mg/L时,对模拟原油乳状液的脱水率可达59%,明显高于单独聚醚NJ-20破乳剂,表现出较强的低温破乳效果。     

树枝状侧基型聚合物的合成及其溶液性质

以乙二胺、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺为原料,通过丙烯酰胺及丙烯酸甲酯自由基聚合反应合成聚合物主链,主链酯基为侧基反应中心,利用乙二胺与丙烯酸甲酯交替发生的酰胺化反应以及Michael加成反应合成树枝状侧基,制备了一种新型树枝状侧基型聚合物,并利用红外光谱(FTIR)、凝胶色谱(GPC)、扫描电镜(SEM)进行表征。最佳合成条件:反应温度30℃,反应时间24～48 h,反应物摩尔比1∶1。对合成聚合物的水溶液性质进行了评价,增黏能力较改性前提高了3倍;高温、高矿化度下黏度保持率较改性前分别提高了50%与80%,表现出良好的抗温抗盐性,达到了分子结构设计的预期效果。     

邻苯二甲酸酯Gemini表面活性剂的合成及性能

采用N,N-二甲基乙醇胺与邻苯二甲酰氯反应得到二(二甲基胺基乙基)邻苯二甲酸酯(Ⅰ),然后Ⅰ再与正溴代十六烷反应,经处理后得到邻苯二甲酸酯基Gemini表面活性剂SHZ16,收率83%(以邻苯二甲酰氯计)。用两相滴定法分析其质量分数为99.2%。采用电导法测定了其CMC值为2.02×10-5mol/L,采用滴体积法测定了γCMC为41.87 mN/m,并考察了其增溶性、黏度、乳化性能和泡沫性质,该性能优于传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)。     

用于油井水泥的JAS型无皂胶乳的合成及性能

采用无皂乳液聚合法,合成以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(n-BA)为单体,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为乳化剂的无皂乳液JAS。通过粒径分析、Zeta电位、透射电镜及热重分析方法,考察了AMPS用量对乳液粒径分布、Zeta电位值以及乳液热稳定性等的影响。该乳液无需加入稳定剂,即可用于油井水泥,制成JAS胶乳水泥。JAS胶乳水泥石养护72 h的抗压强度和胶结强度与基浆水泥石的抗压强度和胶结强度相比,分别提高13.35 MPa和1.15 MPa。这说明JAS乳液可以显著地改善油井水泥的性能。     

可分解交联聚合物微球KFW的制备及性能

以丙烯酰胺(AM)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、α-甲基苯乙烯(HM)为原料,采用反相悬浮法合成了可分解交联聚合物微球KFW,合成条件为:单体质量分数为25%,油水体积比1.2∶1,单体配比m(AM)∶m(AMPS)∶m(HM)=20∶5∶0.2,J-1交联剂质量分数3.8%(以单体总质量计),乳化剂质量分数为7%,反应温度为40℃。红外光谱分析结果证实合成产物为P(AM-AMPS-HM)。KFW分解性能实验结果表明,在水分散体系中,KFW黏度随矿化度增加而降低,其中,Ca2+在一定加量范围内,有利于体系的增黏作用。温度越高,KFW分解时间越短,体系黏度越高。J-1加量增大,KFW分解时间延长,体系增黏不明显。油相分散体系中,KFW不能使油相增黏。SEM结果表明,KFW分解过程为先溶胀后溶解。双并联填砂管实验结果表明,KFW可有效改善地层的非均质性,扩大波及体积,提高采收率,兼具调剖和驱油双重功能。     

纳米型固体超强酸催化合成邻苯二甲酸双十八酯

制备了纳米型SO42-/ZrO2和纳米型SO42-/TiO2固体超强酸,将其作为邻苯二甲酸双十八酯的催化剂,实验结果证明其催化性能明显优于普通型SO42-/ZrO2和SO42-/TiO2固体超强酸。采用红外光谱仪和扫描电镜对纳米型固体超强酸和普通型固体超强酸的结构进行了表征,表明纳米型固体超强酸的结构呈网状或孔状结构,具有更多的酸性中心,有利于催化反应的进行。     

生物多糖在高温高盐油藏聚合物驱可行性探索

探索了定优胶在高温、高盐油藏聚合物驱的可行性，采用黄原胶、魔芋胶作为对比，对其流变性、流度控制及提高采收率能力进行考察。稳态流变性及流度控制能力研究显示，三者增稠能力及在多孔介质中流度控制能力强弱顺序为：定优胶>黄原胶>魔芋胶。与另两种生物多糖相比较，定优胶有更好的耐温、耐盐特性及在高温中良好的长期稳定性。结合石英砂润湿性改性及原液、产出液流体力学半径变化情况，分析了3种多糖建立阻力的主要机理，对于魔芋胶、黄原胶、定优胶，机械捕集作用对多孔介质动态滞留量的贡献率分别为45.90%、60.78%、81.83%，定优胶较大的流体力学半径更易被多孔介质捕集，降低高渗多孔介质水相渗透率能力更强，且室内驱油实验中，定优胶提高采收率高达24.31%，明显优于黄原胶(17.02%)及魔芋胶(8.19%)，是一种很有前景的提高高温、高盐油藏稠油采收率的驱油剂。     

邻苯二甲酸酯及其环保代用品的开发（续）

邻苯二甲酸酯是塑料制品最重要的增塑剂品种,在我国约占增塑荆消费量的85％。但因其毒性和致癌性,近年来受到欧洲、美国等国的限用和禁用。塑料制品行业急需寻找它的环保取代品。本文主要推荐了一批已经工业化生产和正在研究开发的增塑剂品种,包括对苯二甲酸酯、苯多酸多酯、二元酸酯、聚酯、植物油、环氧植物油和柠檬酸酯等系列增塑剂,性能...     

疏水缔合聚合物湍流减阻特性影响因素

该文采用自行设计的气驱流体摩阻测试装置,研究了分子量、疏水单体比例和水解度对疏水缔合聚合物(HAWP)湍流减阻特性的影响;并且与ESEM观测不同质量浓度范围的HAWP水溶液的微观结构进行比对,讨论了HAWP的减阻机理。结果表明,当分子量大于1 000×104g/mol时,其减阻率在质量浓度为200 mg/L处和临界缔合质量浓度(CAC)处存在双峰值,对应两种不同的减阻机理;当分子量小于1 000×104g/mol时,仅在CAC处存在单一峰值;分子量越大第一峰值越高,分子量越小第二峰值越高。质量浓度小于CAC时,HAWP疏水单体比例越大,减阻率越小;而随着质量浓度的增大,疏水单体比例越大的,减阻率上升越快;而当质量浓度大于CAC时,则出现疏水单体比例越大减阻率越高的现象。HAWP在实验质量浓度范围内,减阻率均随着水解度的增大而增大。