端羟基PU半预聚体改性酚醛发泡材料的研究

采用端羟基聚氨酯(PU)半预聚体改性酚醛发泡材料,研究了端羟基PU半预聚体的结构、用量等因素对增韧效果的影响。结果表明,采用端羟基PU半预聚体法能够有效增加发泡材料的回弹性,在设计n(OH)/n(NCO)为4/1、端羟基PU半预聚体用量占总量2%～8%(质量分数)下,增韧效果良好。     

预聚体法制备HTPB/IPDI基聚氨酯弹性体材料

以端羟基聚丁二烯(HTPB),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原材料合成了预聚体,采用3,5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)作为交联剂,制备了聚氨酯弹性体材料。研究了聚氨酯预聚体中NCO含量和交联剂用量以及热处理对材料力学性能的影响,不同贮存条件对聚氨酯预聚体性能以及材料性能的影响。结果表明,合成的聚氨酯预聚体具有良好的贮存性能,调整聚氨酯预聚体中NCO含量和交联剂用量以及高温热处理都能够提高聚氨酯弹性体材料的力学性能,当预聚体NCO质量分数控制在5．68％左右,NCO／NH2摩尔比控制在1．20,在120℃下热处理时间为2h时,可以获得力学性能较佳的材料。     

对羟基苯甲酸-壳寡糖改性水性聚氨酯

用对羟基苯甲酸(p-HBzA)对壳寡糖(OCS)进行接枝改性,得到了对羟基苯甲酸接枝壳寡糖(p-HBz A-g-OCS)。将p-HBz A-g-OCS作为交联剂,与水性聚氨酯预聚体(PPU)聚合,合成了对羟基苯甲酸-壳寡糖改性水性聚氨酯(HOCS-WPU)。通过FTIR和UV-Vis证实了样品的结构;分别用DLS、力学性能分析、XRD、TGA、ABTS和DPPH自由基清除率对HOCS-WPU的性能进行了考察。结果显示:当加入质量分数为2%的p-HBz A-g-OCS(以合成PPU原料的总质量计)时,HOCS-WPU乳液粒径较小,为57.85nm,相比未改性WPU,HOCS-WPU胶膜的拉伸强度从14.03 MPa提高到16.85 MPa,结晶度从3.57%下降到3.45%;初始分解温度从204.6℃提高到216.7℃。自由基清除率测定结果显示:当HOCS-WPU的质量浓度为2.5 g/L时,该聚合物的ABTS和DPPH自由基的清除率分别达到了62%和35%,抗氧化活性相比未改性WPU明显提高。     

TDI型聚氨酯半预聚体增韧酚醛发泡材料的研究

用甲苯二异氰酸酯(TDI)型聚氨酯半预聚体对酚醛常温发泡材料进行改性研究,探讨了半预聚体的组成、用量对材料增韧效果的影响。结果表明,当TDI型聚氨酯半预聚体nNCO/nOH为4∶1、配方中聚氨酯半预聚体用量为5份,所制得材料回弹率达到35%,10%压缩强度达到0.26 MPa,能有效改进酚醛泡沬增韧性能。     

适应于高渗油藏特高含水的堵水技术

本文介绍了一种低粘度液体,由聚氨酯预聚体、发泡剂、增强剂、催化剂、交联剂和稀释剂组成的防砂剂,通过添加聚乙烯醇(PVA)作为改性剂对聚氨酯进行改性,封闭型预聚体的解离温度在65℃左右,当温度升高到65℃后,混合均匀的聚乙烯醇和预聚体混合体系中的封闭剂解除,从而达到在地层温度下才能够缓慢解除封闭,达到延长固化时间的目的。     

有机硅-聚氨酯共聚物柔软剂的合成研究

先由聚氧化乙烯二醇(PEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)以及扩链剂/交联剂合成聚氨酯预聚体,采用端羟基硅油对聚氨酯进行改性,制备了一种有机硅-聚氨酯共聚物柔软剂。通过测试异氰酸酯基含量,选择合适的预聚体合成条件,并测试整理后棉织物的白度、手感、断裂强力、润湿性能以及硬挺度。结果表明,合成聚氨酯预聚体的最佳条件是分2步,第一步PEG与IPDI在70℃反应2 h,异氰酸酯指数1.8,得到预聚体A;然后预聚体A与二乙醇胺在70℃反应1 h得到预聚体B,异氰酸酯指数为5;预聚体B与羟基硅油共聚后,制得的柔软剂整理后的织物,柔软性能、断裂强力均得到提升,手感达到5级。     

高强度冻胶体系的室内研究

使用聚合物冻胶对注水井进行调剖是油田实现控水稳产的一项重要措施。室内研制了一种以部分水解聚丙烯酰胺、有机铬和水溶性酚醛为主剂的冻胶体系。在65℃条件下考察了主剂浓度、矿化度、温度、pH值、热稳定剂等对体系成胶性能的影响。结果表明,该体系在矿化度<16 000 mg/L、温度<80℃、pH值为6～8时,生成的冻胶突破真空压力达到0.070 MPa以上。由岩心封堵试验得到,该冻胶体系对模拟岩心的封堵率>96%,突破压力梯度>34 MPa/m。     

稠油热水驱用耐温纳米冻胶堵剂室内研究

针对稠油热水驱水窜问题,研究了一种耐温高强度且具有长期稳定性的环保型纳米冻胶堵剂,并从微观形貌、冻胶中水相存在状态角度分析了纳米二氧化硅增强冻胶稳定性机理,对其封堵性能进行了评价。结果表明：最优冻胶组成为0.5%（质量分数）阳离子丙烯酰胺类共聚物+0.1%（质量分数）潜在醛类交联剂/苯二酚类交联剂(A/B)+0.3%（质量分数）硫代尿素类除氧剂+0.5%（质量分数）纳米二氧化硅,冻胶采用潜在醛类交联剂/苯二酚类交联剂作为交联剂,毒性小,安全环保,150℃下冻胶成胶强度0.094 MPa,180 d脱水率小于3%,成胶强度高,稳定性长;冻胶微观结构是带有小孔的板状结构,孔洞中结合水含量较少,同时,纳米二氧化硅的加入使得冻胶的结合水含量上升,这说明纳米二氧化硅可以提高冻胶的亲水性,抑制冻胶脱水;150℃老化2 d后冻胶的封堵率高于98%,耐冲刷性能和长期封堵性能显著。该研究对于提高稠油热水驱开采效果具有重要意义。     

木质素基聚氨酯预聚体的合成与性能表征

采用木质素与聚醚二元醇、异氰酸酯,制备出木质素基聚氨酯预聚体。对合成木质素基聚氨酯预聚体的温度和时间进行研究,并探讨木质素基聚氨酯预聚体的剪切强度、耐水性能及耐热性能,采用TG(热重分析)对木质素基聚氨酯预聚体进行了分析。结果表明:预聚体合成适宜的反应条件是温度80℃、反应时间为4h;预聚体在浸水7d后,木质素基聚氨酯预聚体(木质素与二元醇羟基物质的量比2∶1)增重为2.35%,在100℃热氧老化15d,断裂伸长率从576%下降到524%,拉伸强度从2.38MPa增至3.15MPa,经TG分析,木质素预聚体(木质素与二元醇羟基物质的量比2∶1)在500℃失重为85%,无木质素预聚体失重为97.9%。     

“软-硬”段结构聚硅氧烷的制备及其性能研究

以苯基三甲氧基硅烷为原料,在盐酸催化下,通过水解缩聚反应,制备了苯基硅树脂预聚体。以二丁基二月桂酸锡为催化剂,以苯基硅树脂预聚体与羟基硅油为原料,制备了具有"软-硬"段结构聚硅氧烷。通过核磁共振、红外光谱对产物进行了结构表征,通过差示扫描量热仪进行了耐热性能的研究。结果表明,制备苯基硅树脂预聚体最佳的水与甲氧基物质的量比为1∶2,盐酸最佳质量分数为6%。热重分析表明,所制备的"软-硬"段结构聚硅氧烷具有良好的耐热性,800℃时质量失重率仅为25%。     

三乙醇胺催化制备热固性酚醛预聚体的研究

酚醛树脂作为应用广泛的热固性树脂,其预聚体的固化温度以及固化物的分解温度对其使用范围有重要影响。使用三乙醇胺制备热固性酚醛预聚体,利用差示扫描量热分析(DSC)和热失重分析(TG)等分析手段,表征了不同三乙醇胺催化制备酚醛树脂的固化过程和热失重过程。DSC测试表明,用三乙醇胺催化合成酚醛预聚体,当催化剂用量较低时,随着催化剂用量的增加,预聚体的固化温度逐渐降低;但当催化剂用量超过19g时,预聚体的固化温度逐渐升高。TG测试表明,三乙醇胺催化制备酚醛预聚体,其固化产物的热稳定性均不理想,几乎随着温度的升高呈现线性的失重。     

一种低成本HPAM-酚醛凝胶体系深部调剖堵剂的合成

传统的酚醛凝胶体系中聚合物与交联剂的使用浓度较大,耐盐性不强,稳定性差,调剖有效期短。对HPAM-酚醛调剖剂引入自制的辅助交联剂,研究体系各组分对凝胶粘度的影响。结果表明,该体系的最优配方为:0.15%HPAM+0.03%乌洛托品+0.020%间苯二酚+0.03%复合辅助交联剂+0.2%氯化铵。模拟油藏实验证明,该体系具有较好的抗盐性,且凝胶结构稳定。在矿化度为88 000 mg/L,温度为60℃下放置1个月,粘度约为30 000 mPa·s,不脱水。     

对二甲氨基苯甲酸-2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙酯的合成

在三乙胺的存在下 ,甲基丙烯酸缩水甘油酯与对二甲氨基苯甲酸在甲苯中反应得到一种自身具有光敏性的交联剂—对二甲氨基苯甲酸 2 羟基 3甲基丙烯酰氧基丙酯 ,总收率为 5 5 %。实验表明 ,当反应温度为 85℃ ,甲基丙烯酸缩水甘油酯 /对二甲氨基苯甲酸摩尔比为 1 5时 ,收率最高     

聚氨酯预聚体增韧改性酚醛泡沫塑料

采用异氰酸酯封端且不含游离异氰酸酯单体的聚氨酯预聚体作为酚醛泡沫的增韧改性剂,并在后期混合发泡工艺中减少酸性固化剂的用量,制备了不粉化、韧性高的改性酚醛泡沫体,并考察了异氰酸酯基含量对酚醛泡沫体的表观密度、压缩强度、吸水率、阻燃性和导热性能等的影响.结果表明:随着聚氨酯预聚体用量以及异氰酸酯基含量的增加,改性酚醛泡沫体的表观密度、压缩强度增大;当异氰酸酯基含量为8.6%时,抗粉化程度最好;随着聚氨酯预聚体用量的增加,吸水率和热导率变化不大,当聚氨酯用量不超过6%时,临界氧指数仍大于40.     

利用废弃粉煤灰制备压裂液用硼交联剂的研究

利用废弃粉煤灰制备聚硅酸,以聚硅酸、硼砂为原料,合成了一种高温延缓型交联剂.采用单因素法,通过测定硼交联剂性能,优选出最佳合成工艺参数为:硼砂5wt%,配体28.5wt%,反应温度80 ℃,催化剂1.5wt%.并对合成目标产物进行了红外光谱表征,其交联的HPG(羟丙基胍胶)冻胶压裂液的高温流变性评价表明,当胍胶浓度为0.45wt%,交联比为100∶0.8(体积比)时,110 ℃,170 s-1的剪切速率条件下,剪切2 h,粘度达到130 MPa·s以上,证明该交联剂对HPG具有较好的交联效果,老化破胶实验表明其交联的压裂冻胶易破胶返排,残渣低.     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及性能研究

采用E-20型环氧树脂(EP)在70℃下对聚氨酯(PU)预聚体进行改性得到改性预聚体,然后将该改性预聚体进行乳化制备了EP改性PU乳液。研究了预聚体的改性反应过程、改性PU乳液的粒径及分布、乳液浇铸膜的性能及经热固化后的膜的性能。结果表明,在预聚体改性过程中,部分异氰酸酯基团主要与EP结构中的羟基发生了反应,形成了以EP封端的PU链;改性PU乳液的粒径随EP用量的增加而增大,且分布变宽;随EP用量的增加,改性乳液浇铸膜的抗水性增加、力学性能提高;将膜进行后固化,在温度达到130℃时,改性树脂中的大部分环氧基团与预聚体链上的羧基发生交联反应,使改性树脂的耐水性能和力学性能得以明显提高。     

一种新型堵水调剖用酚醛交联剂的研究

水溶性低聚合度酚醛树脂交联剂,因其将苯酚和甲醛进行一定程度的反应,与常规酚醛单体类交联剂相比,挥发性和毒性较低,因而被广泛应用于油田堵水调剖作业。但此类交联剂在室温下放置一段时间后极易出现固化情况,保存稳定性不足,严重影响交联剂的使用。针对这一不足,本文通过分子设计制备了一种新型酚醛类交联剂,该交联剂稳定性优异,50℃条件下可存贮60天左右。利用该交联剂制备凝胶体系,成胶黏度可达20000m Pa·s,成胶适用温度范围为60~120℃,可耐受钠离子20000mg/L、钙离子5000mg/L及p H=5~9的地层环境,成胶60天后凝胶黏度保留率约为75%,封堵率94%左右。相比于常规酚醛类交联剂具有更广阔的适用性。     

一种适用于海上油田的双低-活性冻胶调剖体系研究与应用

针对渤海某油田聚合物冻胶调剖体系用海水配制注入压力上升快、稳定性差且注入困难的问题,研发了双低-活性冻胶调剖体系。在目标油藏条件下,优化了新体系的冻胶体系配方,最佳配方为:0.3%聚合物(分子量1 200万/水解度15%)+0.3%交联剂+0.2%磺基甜菜碱表活剂。该体系能够使用海水配制,耐盐稳定性好,具有良好的注入性、封堵性能,在保证封堵能力的同时,与常规聚合物冻胶体系相比,能够大幅降低注入压力40%以上,适用于注海水开发油田以及对注入压力敏感的调剖措施。室内实验条件下,双低-活性冻胶调剖体系提高了原油采收率20%以上,能够满足对目标油藏调剖要求。该体系在渤海某油田成功应用,阶段增油降水效果明显。     

耐温型CMC冻胶堵水剂的性能研究

羧甲基纤维素（CMC）的多环、多羟基结构有良好的油水选择性、耐温性和反应活性,适合与高价金属离子进行羟桥络合反应制备冻胶型堵水剂。作者对CMC铬冻胶耐温性、耐酸碱性、耐盐性及抗剪切性进行考察。实验结果表明与聚丙烯酰胺（HPAM）铬冻胶相比,CMC铬冻胶耐温性提高约40℃,可承受140℃高温;在pH=6-10、矿化度低于9000mg／L时,胶体强度较大,稳定性良好;胶体在剪切速率为2-100s-1时,冻胶粘度始终高于1000mPa·s,明显优于HPAM铬冻胶,可用于双液法堵水。     

聚丙烯酰胺水解度对冻胶稳定性的影响研究

油田堵水技术是注水开发非均质油田的一项重要工艺技术,可以有效降低油井产水量,提高油井产油量,改善注水井吸水的不均匀性。水溶性聚合物冻胶类堵剂是我国70年代以来研究最多、应用最广的一种堵水调剖剂,但现场应用时聚合物水解度高,注入地层后在地层温度下进一步水解,导致成胶稳定性变差,影响堵调效果。因此,文章研究了聚丙烯酰胺水解度对冻胶稳定性的影响,用现场污水配制不同浓度、不同水解度的聚丙烯酰胺溶液,而后与酚醛交联剂交联,测试成胶前后粘度变化、成胶强度、热稳定性、抗剪切性及封堵性能。实验结果表明,聚合物水解度为5%-10%左右,成胶后强度高,热稳定性好,抗剪切能力高,封堵效果好。