可光交联的可注射水凝胶研究

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)改性聚乙烯醇(PVA),并表征了改性PVA(MPVA)的化学结构,测定了MPVA分子链上GMA的接枝率。用MPVA与低毒性水溶性光引发剂配制了可光交联的可注射水凝胶,研究了PVA醇解度、GMA接枝率、光引发剂用量、紫外光强度及辐照时间对光交联后水凝胶抗压缩性能的影响。实验结果表明,在PVA1788分子侧链上接枝1.24%的GMA,再与0.002 g/mL的光引发剂配制可注射水凝胶,用光强度为40 mW/cm2、波长为365 nm的紫外光辐照15 min,光交联后水凝胶的压缩强度为1.27 MPa,优于人体软骨的压缩强度(0.50 MPa)。     

丙烯酸/α-甲基丙烯酸/丙烯酰胺共聚物智能水凝胶的合成及评价

由丙烯酸（AA）、α-甲基丙烯酸（MAA）和丙烯酰胺（AM）合成了具有很好DH敏感性和一定温度敏感性的智能水凝胶，考察了合成温度、丙烯酰胺、交联剂和引发剂用量对制备的水凝胶溶胀性能的影响。结果表明，在60℃下，单体从和MAA用量分别为100mmol和75mmol时，单体AM、交联剂和引发剂用量分别为反应物总质量的32．8％、0．2％和0．4％时，制备的水凝胶溶胀性能最好。考察了介质的离子浓度、pH值和温度对水凝胶溶胀比的影响，结果表明，离子浓度越大，水凝胶的溶胀比越小；水凝胶具有一定的DH可逆性。     

聚丙烯酸/聚(N-异丙基丙烯酰胺)互穿网络水凝胶的制备及其性能

采用分步法制备了聚丙烯酸/聚N-异丙基丙烯酰胺互穿网络水凝胶,研究了该互穿水凝胶在不同温度和酸性条件下的溶胀性能。结果表明,该互穿水凝胶在pH=2的酸性条件下的吸水率为18 g/g,而在pH=10的碱性条件下吸水率达38 g/g,体现出明显地pH敏感性能;同时,该互穿水凝胶兼具热缩温敏性能。     

互穿网络聚合物水凝胶的室内研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、聚乙烯醇(PVA)为原料,利用互穿网络技术合成了PVA/P(AM-AA)互穿网络聚合物(IPN)水凝胶.研究了互穿网络聚合物水凝胶和普通聚合物水凝胶的溶胀性能和脱水性能.结果表明,与相同条件下合成的普通聚合物水凝胶相比,IPN水凝胶的溶胀性能随介质温度、pH值、盐度变化较小;IPN水凝胶的脱水程度也比普通聚合物凝胶小.     

pH响应性预制凝胶颗粒的制备与溶胀性质

为实现CO_2驱油工艺中的深部波及控制,基于不稳定交联策略,设计了一种具有pH响应性质的预制凝胶颗粒。在同时引入酸性敏感型缩醛和稳定型双重交联剂的条件下,以丙烯酰胺为单体,通过溶液自由基聚合反应进行了制备。考察了缩醛含量、温度和介质pH值对其溶胀性质的影响,将制备的预制凝胶颗粒连续置于盐水和pH值≤3.0的酸性缓冲溶液中后,表现出两级溶胀特性,而按常规方法制备的凝胶颗粒在同样条件下仅为单级溶胀模式。当稳定交联剂用量一定时,在两种介质中的平衡溶胀度均随缩醛用量的增加而降低。制备的凝胶颗粒在中性介质中的平衡溶胀度受温度影响较小,在酸性介质中溶胀速率和平衡溶胀度均随温度升高而增大。因此,这种具有pH响应性两级溶胀行为的预制凝胶颗粒对于实现CO_2驱油工艺中的深部波及控制将具有潜在的应用前景。     

pH敏感性葡萄糖印迹水凝胶的制备

以甲基丙烯酸羟乙酯、α-甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用溶液聚合法合成了具有pH响应性的水凝胶(即非印迹水凝胶,简称NIP),考察了NIP的溶胀性;并通过引入葡萄糖模板分子,制备了葡萄糖印迹水凝胶(简称MIP)。研究结果表明,功能单体及交联剂的用量对NIP的溶胀度有不同程度的影响,在溶液pH=6~7时NIP的溶胀度接近最大值,且具有明显的pH响应可逆性。MIP对葡萄糖具有较好的识别性,以α-甲基丙烯酸为功能单体制备的MIP印迹因子可达到1.73;MIP的pH响应性与NIP一致,但MIP的溶胀度小于NIP。     

调剖用凝胶的吸水溶胀特性评价及改进

针对常规聚丙烯酰胺凝胶在化学剖面调整中逐渐暴露出的技术局限性,开展了50~90℃温度范围内的铬交联体系和酚醛树脂交联体系的水浸泡及黏度损失研究,并遵循"达西定律"基本理论,从增加交联密度、降低凝胶溶胀度的角度入手,引入新的可溶性高分子材料来改善常规凝胶交联强度。结果表明,凝胶在水中充分浸泡时,黏度会随着反应时间的延长而降低,凝胶在水中存在溶胀作用及黏度损失。添加剂PVA易与聚丙烯酰胺分子间形成网络内氢键或缠绕,起到物理交联点的作用,使凝胶黏度提高30%,考察180 d后黏度损失小于10%。该研究可为解决层间矛盾、启动低渗透层段的生产潜力提供技术支持。     

具有一定柔性的聚丙烯酰胺水凝胶的研制

以天然橡胶与丙烯酰胺作为共聚单体,选择甲醛合次硫酸钠-过硫酸铵氧化还原引发体系,并采用N-N′甲叉双丙烯酰胺作为交联剂,通过水溶液聚合的方法研制出一种具有一定柔性的聚丙烯酰胺水凝胶。以吸水膨胀倍数、扯断伸长率和扯断力为评价指标,考察了总单体用量、天然橡胶与丙烯酰胺的比例、交联剂用量及引发剂用量四个因素对合成的水凝胶膨胀性能及拉伸性能的影响。实验结果表明,当总单体质量分数为25%、天然橡胶（干胶含量）与丙烯酰胺质量比为1∶1、交联剂用量占单体质量分数的0.05%、引发剂用量占总体系质量分数的0.32%时,合成的水凝胶膨胀倍数较高,并具有良好的拉伸性能。     

耐盐性吸水凝胶的合成及其溶胀性能的研究

以丙烯酸为原料、过硫酸钾为引发剂、自制的丙烯酸烯丙酯为交联剂,采用溶液聚合法合成了具有较高耐盐性的聚丙烯酸类吸水凝胶,其在去离子水中的溶胀度为1360g/g,在盐水(质量分数0.9%的NaCl水溶液)中的溶胀度为162g/g。考察了其在不同盐离子溶液、不同pH溶液中的溶胀性能,利用红外光谱和热重分析法对所得吸水凝胶进行了表征。用丙烯酸烯丙酯交联的聚丙烯酸吸水凝胶进行植物生长实验,实验结果表明,吸水凝胶具有缩短作物发芽时间及促进作物生长的作用。     

聚(丙烯酸-丙烯酰胺)的溶胀动力学

采用实验方法研究了不同交联剂用量的高吸水剂聚(丙烯酸-丙烯酰胺)(P(AA-AM))在去离子水、质量分数为0.9%和3 0%的 NaCl 水溶液中的溶胀动力学。实验结果表明,P(AA-AM)的溶胀动力学符合二次速率方程,并得到脱水动力学模型常数。随交联剂用量的增加,P(AA-AM)的平衡溶胀度(Q_e)降低,而溶胀速率(k_s)提高;随介质中 NaCl 含量的增加,Q_e 显著降低,而 k_s增大。NaCl 水溶液中的溶质和溶剂一起被 P(AA-AM)吸收,P(AA-AM)在 NaCl 水溶液中与在去离子水中的吸收机理相同。P(AA-AM)溶胀凝胶的脱水动力学常数很小,保水能力良好,而且随交联剂用量的增加和环境温度的降低,保水能力增强。     

AM/HEMA交联共聚水凝胶膜的溶胀行为研究

对丙烯酰胺(AM)与甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)进行共聚制备的水凝胶角膜接触镜膜的溶胀行为进行了详细研究,结果表明,水凝胶膜对pH敏感.AM的含量越大,水分子越容易与大分子链形成氢键结合并迅速扩散,共聚物水凝胶的溶胀速度越快,过量溶胀现象越明显.其特征溶胀指数处于0.938～0.961之间,水分子扩散速率稍快于聚合物高分子链段的松弛速率.     

聚乙烯基吡咯烷酮对聚乙烯基吡咯烷酮/聚己内酯半互穿网络水凝胶性能的影响

在乙酸乙酯中,以聚己内酯(PCL)和N-乙烯基吡咯烷酮为原料,制备了聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)/PCL半互穿网络水凝胶(简称水凝胶),考察了PVP含量对水凝胶的热性能、溶胀率、力学性能和降解性能的影响。实验结果表明,干水凝胶的熔融温度为58.6～62.7℃,与PCL的熔融温度无明显差别;PVP质量分数为0,30%,50%,70%时,水凝胶中PCL的结晶度分别为46.37%,32.23%,29.43%,19.82%;随PVP含量的增加,水凝胶溶胀率增大,断裂强度降低,断裂伸长率减小;随引发剂用量的增加,水凝胶溶胀率先增大后减小,断裂强度降低,断裂伸长率先增大后减小;在84d内水凝胶中PVP的质量分数分别为0,30%,50%,70%时,PCL的降解率分别为1.39%,5.56%,6.35%,7.94%。     

变性木薯淀粉凝胶的制备与结构表征

以环氧氯丙烷为交联剂,制备了交联木薯淀粉水凝胶,考察了反应条件对凝胶吸水性能的影响。结果表明,在交联剂用量4mL、体系pH10、反应温度75℃、反应时间2．5h条件下,该水凝胶吸水倍率接近3倍。     

阳离子型水凝胶的合成与性能评价

以丙烯酰胺(AM)和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,甲醛合次硫酸氢钠-过硫酸铵为引发剂,采用溶液聚合法合成了阳离子型水凝胶。考察了单体组成、单体用量、交联剂用量、引发剂用量和填充剂种类等因素对产物性能的影响。研究结果表明,当AM与DMDAAC物质的量比为8∶2、单体总质量分数为25%、交联剂的质量分数为0.03%、引发剂的质量分数为0.08%、填充剂可溶性淀粉用量占单体质量的3%时,水凝胶具备较佳的膨胀倍数、抗压强度以及耐温抗盐性能。     

水凝胶修井液破胶技术研究与应用

为解决水凝胶修井液完成修井作业后引起油气渗流受阻问题,优选了破胶液体系,即海水＋1．0％破胶剂HTS＋1．5％粘土稳定剂HXJ＋1．0％助排剂HRT＋2．0％缓蚀剂HCI。并对其破胶效果、配伍性、储层保护性进行了系统评价,结果表明,该破胶液具有较好的破胶效果、缓蚀性能和储层保护性,泥饼失重率和岩芯渗透率恢复值均在90％以上,与平湖气田地层水及水凝胶修井液滤液之间具有较好的配伍性。     

油酸钠对聚乙烯醇水凝胶体系的影响

为获得热稳定性较好的物理交联聚乙烯醇(PVA)水凝胶,在不同含量的油酸钠存在下,对PVA水凝胶的性能进行了研究。实验结果表明,加入油酸钠对PVA水凝胶的热性能有较大影响,PVA水凝胶体系的凝胶时间缩短、凝胶熔融温度升高;在油酸钠含量较高时,PVA水凝胶体系的凝胶熔融温度较高。在质量浓度60~90g/L的PVA水溶液中加入质量分数6%~12%的油酸钠,可使凝胶时间从30min以上缩短至10min以内,且凝胶熔融温度也由原来的30℃以下升高到近100℃。与添加其他盐类(如NaCl,CaCl2,KCl)相比,添加油酸钠的作用显著。红外光谱和示差扫描量热分析也证实了上述结论。     

丙烯酰胺类反相微乳液聚合研究及应用进展

分析总结了丙烯酰胺类反相微乳液聚合的基本理论和工艺方法,介绍了国内外聚丙烯酰胺类水凝胶微球在调剖堵水和驱油中的应用现状,指出了该研究领域存在的问题和当前的研究热点.     

纳米颗粒增强AM/AMPS复合凝胶反向堵水技术

针对普通聚合物调驱剂强度低、耐温耐盐性差等问题,研制了添加纳米SiO2颗粒的AM/AMPS聚合物复合凝胶堵水剂,并分析其堵水机理.实验研究表明:AM/AMPS+SiO2复合凝胶具有良好的耐温耐盐性、耐冲刷性及封堵性能,其堵水机理为改善润湿性,将岩层由亲油变为亲水.使用该复合凝胶对文留油田的油井实施反向堵水驱油作业,驱油...