交联型吸水膨胀弹性体的研究

采用氯化聚乙烯(CPE)和聚乙二醇(PEG)的钠盐发生偶联反应合成了交联型吸水膨胀弹性体，讨论了反应条件对共聚物中PEG含量的影响，并且讨论了其溶胀性能。结果表明，交联型吸水膨胀弹性体中PEG含量随反应时间的延长、反应温度的升高而增大。随环境温度的升高，该材料的平衡吸水率增大。交联聚合物随吸水时间的延长而增大，吸水5d就达到平衡，最大吸水率为208．2％，该聚合物的保水能力随时间的延长而降低，吸收的水分越多，失去的水分也越多。     

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。     

珠状致孔高吸水性聚合物的制备

本文以过氧化物为引发剂,双丙烯酰胺为交联剂,并以良溶剂氯仿为致孔剂,在氢氧化物存在下,将丙烯酸酯类和醋酸乙烯酯共聚、水解制成珠状多孔高吸水性聚合物。文中重点研究了水油比、分散剂、助分散剂、搅拌转速、致孔剂对聚合物粒径的影响,以及粒径、水解条件、单体组分与聚合物吸水率的关系,考察了吸水介质、吸水时间对聚合物吸水率的影响,对一定温度下聚合物吸水后颗粒的保水性也作了探讨。该珠状致孔聚合物粒径范围为2～4毫米,孔径为1～2μm,吸去离子水为363克/克。     

水泥石吸水吸油体积变形性能及其机理

研究了聚合物乳液改性水泥石的吸水、吸油规律及其吸水、吸油后的线性膨胀性能,并基于实验结果建立了轴向膨胀应变与饱和体积吸水、吸油率的相关关系。吸水、吸油性能测试结果发现:空白水泥石饱和质量吸水率远大于其饱和吸油率,表明有大量孔径更细的毛细孔并不能被油侵入,这是由于油与水泥石较小的毛细作用导致。轴向膨胀应变测试结果显示,空白水泥石初期大量的吸水并不导致显著的体积膨胀,浸水后期较小的体积吸水率却导致明显的体积膨胀。聚合物改性水泥石的饱和质量吸水率与空白水泥石相当,但由于成膜聚合物对毛细孔的阻塞作用,明显降低了水泥石的质量吸水速率。同时,聚合物膜本身的吸油性导致聚合物改性水泥石的饱和质量吸油率略大于空白水泥石。由于聚合物对水泥石孔隙的细化作用,聚合物改性水泥石的吸水、吸油膨胀性均明显大于空白水泥石。采用吸水、吸油速率公式,通过实验测量水泥基材料的吸水、吸油速率系数,可定量评价水泥基材料的渗透性。所建立的水泥石吸水、吸油轴向线性膨胀率公式可用于实际工程中预测水泥石膨胀量的大小。     

交联羧甲基化水葫芦纤维研制及其吸水与保水性能考察

以水葫芦纤维为原料,在乙醇、KOH碱性溶液中,以氯乙酸为醚化剂,制备了羧甲基化水葫芦纤维.并用FeCl3作交联剂,制得交联羧甲基化水葫芦纤维基吸水剂.通过FT-IR,SEM进行化学和表面结构表征、通过滴定法测定羧甲基纤维素的含量、通过称量法测定水葫芦基吸水剂在蒸馏水和典型的化肥液中的吸水率.考察了KOH、氯乙酸、交联剂用量以及反应温度对吸水率的影响,并进一步考察了水葫芦基吸水剂对土壤的保水性能.结果表明:水葫芦纤维、氯乙酸及KOH的适宜质量比为1∶1.25∶1.05;在60 ℃醚化2.0 h,接着在22℃用0.45 ％(wt)的FeCl3(相对羧甲基化水葫芦纤维)交联,所得交联羧甲基化水葫芦纤维基吸水剂在蒸馏水中的吸水率可达78 mL·g-1,在弱电解质(尿素)溶液中的吸水率略有下降、而在强电解质(氯化钾和碳酸铵)溶液中的吸水率明显下降;含5％交联羧甲基化水葫芦纤维基吸水剂的泥土,其保水率明显提高.     

等离子体引发丙烯酸聚合

采用等离子体引发丙烯酸水溶液聚合 ,得到具有高吸水性的交联聚合物。研究了后聚合时间 ,单体浓度和丙烯酸中和度对吸水倍率及单体转化率的影响。研究结果表明在等离子体引发下 ,丙烯酸很容易进行聚合 ,且得到的聚合物具有数百倍的吸水率     

聚氨酯树脂/丁腈橡胶接枝型吸水膨胀橡胶的性能

研究聚氨酯(PU)树脂/丁腈橡胶接枝型吸水膨胀橡胶的性能。结果表明,随着吸水树脂中PU含量的增大,吸水膨胀橡胶的物理性能提高,最大质量吸水率增大;当PU完全替代聚丙烯酸钠时,随着DCP用量的增大,吸水膨胀橡胶的综合物理性能下降,质量吸水率减小,当DCP用量为2份时,吸水膨胀橡胶的最大质量吸水率保持在2.04倍以上,重复吸水质量保持率保持在98%以上。     

交联型吸水膨胀天然橡胶的吸水性能

以天然胶乳为原料,丙烯酰胺为吸水单体,通过接枝共聚反应制得吸水膨胀天然橡胶(WSNR)。分别以甲醛为单体交联剂,硫磺为天然橡胶交联剂,经过接枝共聚反应制备单体交联型吸水膨胀天然橡胶(WSNR-c)和橡胶硫化交联型吸水膨胀天然橡胶(WSNR-v)。研究了不同交联方式对吸水膨胀橡胶吸水倍率、重复吸水能力和弹性模量的影响,并对吸水膨胀天然橡胶中水的状态、热失重过程和微观形貌进行分析。结果表明：吸水膨胀天然橡胶的吸水倍率、重复吸水恢复率和储能模量随着吸水单体和天然橡胶交联程度的提高而降低;交联处理使吸水膨胀天然橡胶吸束缚水的能力减弱,失水稳定性降低;吸水膨胀天然橡胶经交联处理后体系网络结构致密,孔洞减少。     

球状高吸水性聚合物的制备

本文以过氧化物为引发剂,双丙烯酰胺为交联剂,在氢氧化物存在下,将醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯聚合、水解制成珠状高吸水性聚合物。文中重点研究了搅拌速率、分散剂、助分散剂浓度和水油比对聚合物粒径的影响,以及粒径、水解条件与聚合物吸水率间的关系,考察了温度、吸水介质和吸水时间对聚合物吸水率的影响,对不同温度下,聚合物吸水后颗粒的保水性也作了探讨。该珠状聚合物粒径范围为0.5～3mm,吸蒸馏水为400g/g。     

秸秆纤维素/改性蛭石环保吸水材料的研究

以玉米秸秆纤维素及改性蛭石为原料,柠檬酸为交联剂,制备环保复合吸水材料,研究改性蛭石含量、柠檬酸/柠檬酸三钠浓度、交联温度及交联时间对材料吸水率的影响,并采用扫描电镜表征其结构。结果表明,最佳制备工艺条件为:柠檬酸/柠檬酸三钠浓度8%,交联温度70℃,改性蛭石含量2 g,交联时间1 h,在此条件下,吸水材料的吸水倍率可达到19.17;扫描电镜分析表明,秸秆纤维素与改性蛭石形成了表面粗糙、疏松多孔、比表面积较大的复合材料;吸水材料具有较好的重复利用性;当吸水时间为4 min时,吸水速率最大,可达到5.982 g/min;吸水材料的保水率随着温度升高和时间延长呈下降趋势,在20℃时保水率较好;吸水材料具有良好的耐盐能力。     

秸秆纤维素/改性蛭石环保吸水材料的研究

以玉米秸秆纤维素及改性蛭石为原料,柠檬酸为交联剂,制备环保复合吸水材料,研究改性蛭石含量、柠檬酸/柠檬酸三钠浓度、交联温度及交联时间对材料吸水率的影响,并采用扫描电镜表征其结构。结果表明,最佳制备工艺条件为:柠檬酸/柠檬酸三钠浓度8%,交联温度70℃,改性蛭石含量2 g,交联时间1 h,在此条件下,吸水材料的吸水倍率可达到19.17;扫描电镜分析表明,秸秆纤维素与改性蛭石形成了表面粗糙、疏松多孔、比表面积较大的复合材料;吸水材料具有较好的重复利用性;当吸水时间为4 min时,吸水速率最大,可达到5.982 g/min;吸水材料的保水率随着温度升高和时间延长呈下降趋势,在20℃时保水率较好;吸水材料具有良好的耐盐能力。     

γ-聚谷氨酸超吸水树脂的制备

本论文以γ-聚谷氨酸作为基体材料,通过交联剂交联制备γ-聚谷氨酸水凝胶,研究其吸水和保水效果。结果表明:γ-PGA浓度0.4g/m L,乙二醇缩水甘油醚与季戊四醇混合的比例为2∶1,交联剂用量为1.95 g,在80℃下反应1小时。此时可得到吸水率和保水率最佳的吸水树脂。     

一种抗温抗盐交联聚合物堵水剂的合成及性能评价

采用丙烯酰胺,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺进行二元共聚,开展了以油井堵水为目的交联聚合物溶液体系研究,考察了单体的组成比例、单体质量分数、引发剂质量分数、反应温度、反应时间等对交联聚合物的影响,通过考察交联聚合物的成胶时间、凝胶强度来优化反应条件,并对所合成聚合物进行评价。结果表明,合成的交联共聚物耐温抗盐性良好,在矿化度5 000 mg/L模拟地层水中,吸水倍率为23倍左右,体积膨胀25倍左右,此外,封堵率也达到了98%左右。在90℃和110℃的高温下滚动老化24 h,交联聚合物仍保持良好的弹性和韧性,老化后吸水性吸水倍率分别为86.5和94.68,水化后其强度较好、富有弹性。     

耐超高矿化度遇水膨胀橡胶的制备及性能

用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)对吸水膨胀聚氨酯(PU)预聚体进行封端,制备出PU聚合物活性树脂。以丁腈橡胶(NBR)为基体,将聚丙烯酰胺(PAM)树脂和PU聚合物活性树脂共混,实现PU聚合物活性树脂与NBR大分子化学接枝交联,制备出新型高耐盐型遇水膨胀橡胶(WSR)。研究了超高矿化度下,PAM用量对材料力学性能和吸水膨胀倍率的影响。结果表明,PAM用量增加,WSR吸水膨胀倍率提高,但是力学性能降低;在20万超高矿化度下,浸泡400h后,WSR最大膨胀倍率稳定在2.7倍左右,表面无析出现象,表现出优异的耐盐性。     

吸水弹性材料制备研究

本文采用添加吸水树脂(交联丙烯酸钠)于天然硫化胶中共混的方法,以及用聚乙二醇(PEG)按枝氯磺化聚乙烯(CSM)的合成方法制备了吸水膨胀弹性体.同时研究了吸水率与树脂添加份额、交联密度、以及接枝率等的各种影响因素。从而对两种制备方法分别作了评价.     

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。     

P(AM-g-NBR)改性共混型吸水膨胀丁腈橡胶制备与性能研究

以两亲性接枝聚合物丙烯酰胺接枝丁腈橡胶P(AM-g-NBR)为增溶剂,将丁腈橡胶(NBR)与自制的吸水树脂(SAR-PA)共混制备出了吸水膨胀丁腈橡胶WSR-NB。考察了P(AM-g-NBR)及SAR-PA对吸水橡胶性能的影响。实验结果表明,P(AM-g-NBR)的加入可明显改善吸水橡胶的力学性能及吸水性能;随吸水树脂用量增大,吸水橡胶的拉伸强度降低,吸水率增大。     

膨润土防水毯水化的膨胀应力

采用自制膨胀力测定仪对美国CETCO公司膨润土防水毯(geosynthetic clay liner,GCL)饱和吸水膨胀应力进行了直接测定.结果表明:GCL吸水膨胀应力在测试过程中随时间的变化可明显分出3个阶段,即:应力快速增加,应力缓慢增加和应力平缓波动阶段.3个阶段的膨胀应力值相应为(1.17～4.05)×10-2,(4.05～7.07)×10-2 MPa和(7.07～7.19)×10-2MPa.撤销饱和吸水条件后,膨胀应力值以1.53×10-3MPa/h速率降回到初始值.膨胀应力的分阶段变化表明:膨胀应力的增加会阻止水在GCL中扩散,进而抑制水渗透,达到防水效果.此外,饱和吸水状态下,膨润土的持续膨胀应力对其周围工程材料将产生潜在影响,特别是当GCL安置于地下水位附近时,水位变化导致的应力振荡有可能直接破坏周围工程材料.     

注水井调剖用新型聚合物微球性能评价及应用

为提高英东油田注水开发的效率,研制了一种新型聚合物微球调剖堵水剂XWQ-C,室内评价了其膨胀性能和调剖效果.结果表明:新型聚合物微球XWQ-C具有良好的膨胀性能,随着温度和pH值的升高,膨胀倍数逐渐增大;随着矿化度的升高,膨胀倍数逐渐减小,当溶液矿化度达到80000 mg·L-1的时候,聚合物微球的膨胀倍数仍可以达到30倍以上.新型聚合物微球XWQ-C具有良好的调剖效果,当其注入质量浓度为2000 mg·L-1、注入PV数为0.5时,对渗透率为30 mD左右的岩心封堵率可以达到99％以上,而对渗透率为1000 mD左右的岩心封堵率也可以达到85％以上,能够起到良好的调整吸水剖面的效果.现场应用结果表明,英东油田注水井采取新型聚合物微球调剖措施后,注入压力明显升高,低渗层吸水量明显增大,对应油井含水率下降,起到了良好的控水增油效果.     

苯乙烯/聚丙烯酸钠原位聚合物的水崩解性研究

将苯乙烯、交联聚丙烯酸钠吸水树脂微粒、表面活性剂及引发剂配成非水溶剂悬浮液,采用原位共混聚合法制备了能够遇水崩解的环境友好材料苯乙烯/聚丙烯酸钠共混物;考察了聚丙烯酸钠交联微粒的添加量、表面活性剂对共混材料水崩解性能的影响,观察了材料崩解前后的微观形态,并在此基础上提出了苯乙烯/聚丙烯酸钠交联微粒原位聚合共混物的水崩解机理.结果表明苯乙烯/聚丙烯酸钠交联微粒原位聚合共混物遇水时,聚苯乙烯因交联聚丙烯酸钠微粒吸水膨胀而崩解破坏或失去机械强度.