含磺酸基和羧基的纤维素衍生物型减水剂的合成与性能研究

以新疆棉短绒为原料,氨基磺酸、丁二酸酐为酯化剂,采用一锅法合成了磺酸基/羧基纤维素酯(简称：CLCSC)。通过IR、NMR表征了产品结构,GPC测量了产品的重均分子量在2.29× 103 ~1.94× 104范围内。考察了pH对CLCSC溶液黏度性能的影响,并对其用作减水剂的性能和机理进行了初步研究。结果表明：CLCSC取代度最高达到0.92;pH为2~12对不同取代度、不同浓度的CLCSC溶液的黏度影响较小,并且其黏度维持在较低状态,而且当CLCSC掺量为水泥量的1%时,混凝土减水率为28.5%,泌水率为80%,混凝土抗压实验结果表明, CLCSC能在保持相同工作性的条件下起到减水增强作用。因此,CLCSC有望成为具有实际应用价值的混凝土高效减水剂。     

木钠添加剂对水煤浆流变行为的影响研究

研究了木质素磺酸钠(简称木钠)对水煤浆流变行为的影响,包括木钠的浓度和分子量、浆体温度、p H值及木钠与NDF在预剪切条件下的流变性能.结果表明:木钠的添加量超过煤重的0 .8%时,煤浆表观黏度随添加剂的增加而增加.不同分子量的木钠对煤浆的流动性会有不同的影响.分子量在1 0 0 0 0～5 0 0 0 0级分对流变性较为有利.煤浆的温度低于60℃时,煤浆的黏度会不断减少;超过60℃时,黏度会有增加.煤浆溶液在弱酸和弱碱条件下,p H值为9时可使黏度较低.木钠在上述不同的条件下均有较为理想的假塑性.在预剪切实验中,随着预剪切时间的增加煤浆黏度会不断增加.     

NaSCN含量对PAN/NaSCN水溶液流变性能的影响

将黏均相对分子质量为7.8×10~4的聚丙烯腈(PAN)溶于硫氰酸钠(NaSCN)水溶液中制备了PAN质量分数为13.5%,NaSCN质量分数为44.1%～49.3%的PAN/NaSCN水溶液,采用高级旋转流变仪,研究了NaSCN含量对PAN/NaSCN水溶液体系流变性能的影响。结果表明:随着PAN/NaSCN水溶液中NaSCN含量升高,溶液黏度升高,松驰时间略有增大,储能模量和损耗模量增大;在40℃时NaSCN质量分数为49.3%的PAN/NaSCN水溶液的零切黏度可达91.6 Pa·s;30～60℃时,不同NaSCN含量的PAN/NaSCN水溶液的黏流活化能约为28 kJ/mol;在0～60℃,不同NaSCN含量的PAN/NaSCN水溶液均匀稳定,呈溶液状态。     

酿酒酵母甘露聚糖的理化性质及吸湿保湿性

采用高温抽提和分级醇沉,制备出了大、中、小不同重均分子量的YM-30、YM-50和YM-90甘露聚糖,测定其溶解度、pH、重均分子量及黏度,研究了它们的吸湿性、保湿性。结果表明:YM-30、YM-50和YM-90的重均分子量分别为1.24×10~5Da,4.47×10~4Da和2.16×10~4Da。YM-30不溶或微溶于水,YM-50和YM-90则易溶于水。YM-30溶液偏碱性,YM-50溶液为中性,YM-90溶液则偏酸性。YM-50和YM-90水溶液的黏度很低,几乎与水的黏度一样,且其黏度不受甘露聚糖质量浓度和温度的影响。红外光谱分析表明,3种甘露聚糖的糖链均为β-D-吡喃结构。在低相对湿度(43%)下,YM-90吸湿性最强;而在高相对湿度(81%)下,YM-30吸湿性最强。在相对湿度43%下,YM-30保湿性最优,其保湿率达到了98.4%,稍高于透明质酸。酵母甘露聚糖具有优良的吸湿、保湿性能。     

PPTA烷基化改性研究

通过对聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)烷基化改性以改善PPTA的溶解性,研究了影响PPTA烷基化反应的因素对烷基化PPTA的取代度和溶解性能的影响。结果表明:氢化钾(KH)和氢化钠(NaH)作为金属离子化试剂,其中KH离子化条件较温和,反应相对完全,离子化程度较好;PPTA树脂的相对分子质量对其烷基化改性影响不大,实验中选取的比浓对数黏度(ηinh)为4.6~9.0 dL/g的PPTA均可进行烷基化;烷基化取代试剂为溴代烷烃,随着溴代烷烃中碳原子数的增加,取代度相对降低,但溶解性相当;适宜的PPTA烷基化改性条件为PPTA的ηinh4.6~9.0 dL/g,PPTA的二甲基亚砜溶液质量分数1.3%,N—H基团/KH/BrC4H9的摩尔比1∶1∶1,离子化反应温度40℃,离子化时间4 h,取代反应温度30℃,取代反应时间17 h,所得烷基化改性的PPTA取代度达99.5%,在1 mL的氯仿或四氢呋喃的溶剂中的溶解度大于20 mg。     

淤浆法制备高黏度羧甲基纤维素钠的工艺研究

为替代高成本的海藻酸钠,以精制棉纤维素为原料采用淤浆法合成高黏度高取代度的羧甲基纤维素钠(CMC)。通过研究不同溶剂体系、物料比例、NaOH溶液浓度、碱化时间、醚化温度和时间等制备工艺条件对CMC产品指标的影响,确定了最佳制备工艺条件为：以异丙醇(75%)-叔丁醇(25%)为溶剂,棉碱醚投料质量比例为1∶1.5∶1.5,45%NaOH溶液碱化1 h, 75℃醚化1.5 h。在该工艺条件的基础下成功制备黏度>1 000 mPa·s, DS>1.4,酸粘比>0.5的高黏度高取代度CMC产品,为更高效的淤浆法制备工艺改良提供了参考。     

己酰酯化羧甲基淀粉的制备及粘度性质研究

以羧甲基淀粉(CMS)为原料,己酰氯为酯化试剂,二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,吡啶为有机碱合成了己酰酯化羧甲基淀粉(HCMS)。研究了反应温度、反应时间、催化剂用量、溶剂用量对己酰酯化取代度(DS)和反应效率(RE)的影响,确定了最佳反应条件为:5 g CMS,40 mL DMSO,反应温度为50℃,反应时间为30 min,有机碱用量为1.0 g。通过IR、流变仪对产物进行了结构及溶液黏度性质研究。通过对不同质量分数和己酰酯化取代度(DShexyl)的羧甲基淀粉溶液黏度性质(剪切速率0～500 s-1)的研究表明,达到临界聚集质量分数2.0%时,适当己酰基取代度(DShexyl=0.3)的HCMS,可以使羧甲基淀粉溶液的黏度由420 mPa.s提高到34 000 mPa.s(γ=5 s-1)。     

油田用延时性高黏凝胶制备方法研究

基于改性淀粉凝胶于调剖堵水、封堵、钻完井等方面优异的使用性能及应用前景。以淀粉、丙烯酰胺(AM)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,利用淀粉同烯类单体进行接枝共聚,通过交联剂来实现共价键交联,在实验室条件下合成一种适用于中、高温油藏,成胶时间延时至2 h内可控的高强度的改性淀粉凝胶。研究了引发剂的用量、交联剂的用量、反应温度、p H值对胶体成胶性能(体系黏度和成胶时间)的影响。结果表明:在引发剂质量分数介于0.04%~0.06%,交联剂质量分数在5.1%左右,反应温度为80℃,体系p H为10时所制得的聚合物胶体性能最佳,其体系黏度对应为1 950×103 m Pa·s。     

分子结构对水解AM/DMDAAC聚合物流变性能影响

以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为单体,进行自由基共聚,随后对共聚产物进行水解,制得了9个具有不同特性黏数、阴离子度和阳离子度的两性离子聚合物-部分水解聚AM/DMDAAC(HPAD-1,HPAD-2,HPAD-3,HPAD-4,HPAD-5,HPAD-6,HPAD-7,HPAD-8,HPAD-9)。通过IR、~1HNMR、滴定法和乌氏黏度计表征了聚合物的结构参数。用旋转黏度计和流变仪分别考察了HPAD溶液的表观黏度和剪切稀释行为,以此来探究分子结构对两性离子聚合物流变性能的影响方式。结果表明:HPAD的特性黏数与溶液表观黏度、剪切稀释性正相关。随着特性黏数由182.03 m L/g升至555.08 m L/g,质量分数0.75%的HPAD溶液表观黏度由12.1 m Pa·s(HPAD-9)增至766.5 m Pa·s(HPAD-7)。HPAD的阴离子度和阳离子度与溶液表观黏度负相关,对剪切稀释性影响较小。当阴离子度从29.98%增至51.75%,质量分数0.20%的HPAD溶液表观黏度从111.1m Pa·s(HPAD-1)降至21.5 m Pa·s(HPAD-4)。阳离子度为10.31%的HPAD-2和阳离子度为6.88%的HPAD-8在5 s~(-1)至100 s~(-1)范围内的剪切稀释曲线几乎重合。     

阳离子化羟乙基纤维素醚的合成与溶液性质

以工业羟乙基纤维素(HEC)和N-(2,3-环氧丙基)三甲基氯化铵(GTA)为原料,在碱催化剂下干法制备不同取代度季铵盐型阳离子羟乙基纤维素醚。用均匀设计法优化合成条件,并通过蒙特卡罗模拟得到优化工艺条件,通过实验验证得到阳离子醚化试剂的反应效率达到85%以上,取代度达到0.49。同时探讨了阳离子羟乙基纤维素醚(QHEC)在不同介质中的黏性行为。结果表明,阳离子羟乙基纤维素醚在纯水中具有典型的聚电解质黏性行为,随着QHEC浓度减小,比浓黏度增大。同一QHEC质量浓度下,NaCl溶液中QHEC的比浓黏度总大于KCl溶液中QHEC的比浓黏度;随着外加盐NaCl溶液浓度的增大,其比浓黏度减小。     

羧甲基香豆胶的制备与表征

通过加入NaOH与一氯乙酸钠(SMCA)固体进行香豆胶(FG)的碱化和醚化,制备了不同取代度的羧甲基香豆胶(CMFG)。研究了不同分散介质、反应温度与时间、NaOH与SMCA用量等因素对取代度与反应效率的影响。以异丙醇/水为分散介质,产物取代度与反应效率最大,优化的反应温度为50℃、反应时间5h、醇水体积比52.5∶7.5。醇水体积比为50∶10、n(SMCA)∶n(NaOH)∶n(FG)=1∶1∶1时取代度为0.75,反应效率达75%。NaOH对取代度的影响大于SMCA。采用一步羧甲基化反应制备取代度1.05的CMFG,反应效率可达到70%。CMFG溶液黏度随取代度增大而增大,w(CMFG)=2%时,取代度为0.78,溶液黏度为116mPa.s。CMFG水溶液黏度4d降低8.6%～28.0%,黏度稳定性高于在w(NaCl)=1%的盐水溶液中的稳定性。     

季铵型高取代度阳离子淀粉的合成

采用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为醚化剂,通过干法对淀粉进行改性,合成季铵型高取代度阳离子淀粉。研究了体系中水的质量分数、CTA用量、CTA与NaOH的摩尔比、反应时间、反应温度对产品的取代度和黏度的影响。最佳合成条件为:淀粉100 g,体系中水的质量分数25%,n(CTA)∶n(NaOH)=1∶1.2,反应时间4 h,反应温度70℃。在此条件下制得的阳离子淀粉取代度高达0.598,质量分数0.5%糊液的黏度为0.079Pa.s。干法具有合成工艺简单、反应效率高、环境污染小、成本低等优点。对其市场前景进行了展望。     

AM_nBS_SSS三元疏水缔合聚合物PAnBS的合成及溶液性能研究

以对正丁基苯乙烯(nBS)、对乙烯基苯磺酸钠(SSS)和丙烯酰胺(AM)为原料,采用自由基胶束聚合法合成了阴离子型三元疏水缔合聚合物PAnBS,用红外光谱法、紫外光谱法以及核磁共振氢谱法对共聚物的结构进行了表征;考察了不同反应条件对共聚物溶液表观黏度的影响,得到了具有较强增黏能力的聚合物合成工艺条件:nBS、SSS和引发剂用量分别为总单体摩尔分数的1.5%、9%和0.1%,总单体和表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)在溶液中的质量分数分别为25%和6%,反应温度50℃,反应时间10 h。与相对分子质量(简称分子量,下同)1 970万、水解度19.43%的超高分子量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比,所得PAnBS在NaCl或CaCl2水溶液中具有更强的增黏能力;PAnBS在淡水或盐水溶液中于80℃下的耐老化性能优于超高分子量HPAM,表现出优良的耐温抗盐性能。     

紫外分光光度法测定氮基三亚甲基膦酸氮氧化物的含量

建立了应用紫外分光光度计直接测定氮基三亚甲基膦酸氮氧化物(ATMPO)浓度的分析方法 ,研究了p H以及H2O2、ATMP、PO43-浓度对ATMPO测定的影响。结果表明,在204 nm处,当p H为2~9、H2O2质量分数1%、ATMP质量分数2%、PO43-质量分数2%时,对ATMPO测定的影响可以忽略,吸光度与ATMPO浓度之间呈良好线性关系。方法简单快速、准确度高,检出限是3 mg/L,可作为ATMPO含量的分析方法。     

用玉米秸秆制备羧甲基纤维素

玉米秸秆为原料制备羧甲基纤维素 (CMC) ,最佳条件为 :m (纤维素 )∶m (NaOH)∶m(ClCH2 COOH) =1 0∶1 0∶1 2 ,以w (C2 H5OH) =85 %的酒精为溶剂 ,碱化温度 30℃ ,时间 6 0min ,醚化温度 70℃ ,时间 15 0min ,产品黏度 40 0～ 6 0 0mPa·s,取代度 0 6～ 0 7,有效成分质量分数 >80 %     

微交联对高密度聚乙烯流变性能的影响

利用过氧化物作为交联剂对高密度聚乙烯(HDPE)进行微交联改性,研究了交联剂含量对HDPE的动态流变与熔体拉伸流变行为的影响,并在此基础上探讨了HDPE的不同相对分子质量和其分布对微交联聚乙烯流变行为的影响。实验结果表明:随着交联剂含量的升高,HDPE 8007(H2)的相对分子质量和长支链含量均随之提高,聚合物的复数黏度(η~*)提高70倍,松弛时间(τ)提高了63倍,拉伸黏度提高16倍。对于不同相对分子质量和分子量分布的HDPE,交联剂对于低重均分子量(Mw)且窄分子量分布的HDPE 2911(H1)的交联效果更加显著,在交联剂含量为0.15%时,H1-0.15%的η~*、τ和拉伸黏度均高于H2-0.15%,能表现出更好的熔体增强效果。     

水热法制备纳米二氧化钒粉体

以五氧化二钒和无水亚硫酸钠为原料,采用水热法制备纳米VO2粉体。系统地探讨了p H、填充度、反应温度、无水亚硫酸钠用量对VO2产品制备工艺的影响,采用化学法、X射线衍射仪(XRD)、扫瞄电子显微镜(SEM)和差示热扫描仪(DSC)对产品的价态、物相、形貌进行了分析。结果表明,在p H=3、填充度为0.7、物质的量比为n(V2O5)∶n(Na2SO3)=1∶1.2、温度250℃下水热反应24 h,所得到的初产品经氢氧化钠溶液纯化1 h后,质量分数达到98.5%,总产率为85.4%。产品为纯度高的B相VO2,经800℃热处理2 h后由B相转变为M相,热处理后产品的相变点为69.0℃。     

耐温耐盐疏水缔合聚合物的合成及性能评价

以丙烯酰胺(AM)、疏水单体烯丙基十二胺和耐盐单体H-66为原料,通过自由基水溶液聚合制备一种聚丙烯酰胺类聚合物RDTA。通过1H NMR和FTIR表征聚合物结构,通过表观黏度、SEM和流变性能测试研究了RDTA在不同溶液中的缔合效应和该缔合行为随温度变化的影响关系。实验结果表明,RDTA的临界缔合质量分数(W*)在0.25% ~ 0.3%。盐离子对RDTA高分子链的刺激作用能够增强该分子链的结构黏度。弹性模量G′随RDTA质量分数的增加而增大,溶液体系表现出弹性体,体系的空间结构更加密集。70℃、90℃和120℃,170 s-1剪切下,0.5% RDTA在6% NaCl盐溶液中剪切时间 < 300 s时,溶液黏度呈现缓慢上升趋势,说明RDTA在NaCl盐溶液中存在盐刺激RDTA溶液增稠的现象,继续剪切1 h后,剪切剩余黏度仍60 mPa·s以上。     

相对分子质量对脂肪族高效减水剂分散增强性能的影响

采用超滤法将脂肪族高效减水剂(SAF)切割为相对分子质量(以下简称分子量)范围依次为2 500、2 500~10 000、10 000~50 000和50 000的4个级分,测试结果表明,随级分分子量的增大,重均分子量、特性黏度依次增加,磺化度依次降低。对不同级分减水剂的应用性能研究表明,级分分子量增大,对水泥的减水分散性能显著提高,但对流动度的保持能力降低,同时磺酸根与羟基对Ca2+的络合作用逐渐减弱,使缓凝作用减小。与空白砂浆比较,掺4种级分的7 d和28 d硬化砂浆抗压强度均增大,增幅在30%~60%,并随分子量的增大而增加;掺量(减水剂相对水泥的质量分数)大于0.3%时,由于分子量较大的两个级分对掺量及用水量较敏感,使砂浆泌水严重,抗压强度比低掺量时略低。     

芝麻酚合成的改进新工艺

胡椒胺重氮盐水解产物用 5 % (质量分数 )的碳酸钠溶液在 1 0℃下溶解 ,1 5 % (质量分数 )的稀硫酸溶液调酸至 p H=3,再用二氯甲烷萃取、浓缩、正己烷提取 ,得到色泽和纯度均有较大改善的产品 ,3,4-亚甲二氧基苯酚。用氢氧化钠溶液调节水解液 p H=7,并升温至 80～ 90℃ ,其中的硫酸铜经氢氧化铜分解成氧化铜与水解液分离 ,再溶于硫酸溶液形成硫酸铜而重复利用