聚氨酯/羧基丁苯胶胶乳的表面施胶及其交联对纸张表面强度及耐折度的影响

以聚己内酯二元醇（CAPA）为软缎,甲苯二异氰酸酯（TDI）为硬段,二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水单体,采用自乳化法制备了水性聚氨酯乳液,并用此聚氨酯乳液与羧基丁苯胶（XSBRL）以及外加交联剂氮丙啶（aziridine）进行复配制得水性聚氨酯/羧基丁苯胶复合乳液。实验研究了此复合乳液对纸张的表面施胶性能,并优化了合成工艺条件。研究表明,当n能,并且氮丙啶的加入能进一步提高纸张的表面强度和耐折度。     

梳状结构硅表面活性剂的溶液性质

采用氢硅化法制备得到了一系列具有梳状结构的非离子有机硅表面活性剂(PESO)。利用红外光谱和核磁共振氢谱对产物的结构进行了表征,分析了疏水基团的含量对PESO表面活性剂表面张力和临界胶束浓度的影响,研究了PESO表面活性剂在水溶液表面的吸附现象及在水溶液中的聚集行为,探讨了其在水溶液中形成的胶束的尺寸和分布。研究表明,随着疏水组分含氢硅油(PHMS)含量的增加,PESO表面活性剂分子越易缔合形成胶束且胶束的平均粒径增大。当PHMS含量由25%增加至67%时,临界胶束浓度(CMC)由0.828 g/L降至0.613 g/L,γCMC可降至22.11 mN/m,表面吸附量(Γ)可达3.31μmol/m2,每个表面活性剂分子吸附在空气/水界面的平均面积(A)仅为0.502 nm2,PESO表现出较好的表面活性。此外,荧光光谱法研究PESO聚合物在水溶液中的聚集行为发现,随着表面活性剂浓度的增加,第一、第三发射峰的荧光强度比值(I1/I3)不断减小,达到PESO的临界缔合浓度后,芘分子增溶于PESO胶束中,I1/I3趋于恒定。     

丙烯酸酯软硬单体含量对PU/PA复合乳液及其表面施胶性能的影响

采用原位无皂乳液聚合法制备了水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)复合乳液。分析了软硬单体比例对WPUA乳液粒径、粘度,对胶膜的凝胶率、吸水率和力学性能的影响,并研究了WPUA乳液对纸张的增强作用。研究表明,随着m(MMA)增大,胶粒粒径增大,乳液粘度下降,胶膜凝胶率上升,吸水率先下降后上升,且当m(MMA)为14.37%时,胶膜力学性能最佳。以质量分数为1%的WPUA乳液进行表面施胶,施胶度达37.47s,湿强度达31.61%。当m(MMA)为8.64%时,耐折度达54次。     

一种高性能环保型钻井液润滑剂的研究与应用

随着钻井地质条件的日益苛刻,长水平段高摩阻扭矩、深井高温等复杂环境对钻井液润滑剂的润滑性、抗温能力及环保性等提出了较高的技术要求,现有的钻井液润滑剂通常难以同时满足上述需求。笔者通过对环保基础油、润滑改性剂的优选及制备条件优化,研制出了一种高性能环保型钻井液润滑剂HPRH。室内评价结果表明,当其加量为0.5%时,HPRH在淡水基浆及4% NaCl盐水浆中的润滑系数降低率分别达到93.75%及80.64%;可抗温160℃,起泡率低,且无荧光;室内销-盘式摩擦磨损试验结果表明,HPRH的抗磨耐磨效果显著,润滑持效性好,长磨60 min后盘的体积磨损量仅为6.92×10-13 mm3/（N·m）。HPRH在塔里木油田LN区块2口评价井水平井段进行了现场试验,应用结果表明,与现场常用复合润滑剂相比,HPRH表现出显著的高性能特点,润滑持效性良好,用量减少了50%以上,且有效避免了托压、卡钻等井下复杂事故,起到了显著的降本增效效果。      

无皂苯丙聚合物/AKD乳液表面施胶剂的制备与应用

以甲基丙烯酸(MAA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,通过无皂乳液共聚反应制备了一种两性聚合物乳液表面施胶剂(ASAP)。以其为分散稳定剂制备了ASAP/AKD乳液表面施胶剂。以质量分数为0.15%的ASAP/AKD、质量分数为5%氧化淀粉表面施胶液,施涂量为1.2g/m2,对草木混合浆抄造纸张进行表面施胶,施胶度达113s。在ASAP/AKD乳胶质量分数为0.20%时,能显著改善纸张表面强度,耐折度、环压指数分别提高71.4%和40.7%。     

酚醛树脂/无皂苯丙复合乳液的制备及其对纸张的增强作用

以聚乙烯醇(PVA)为分散剂,苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)为主要单体,采用无皂种子乳液聚合法制备了稳定且性能优异的无皂苯丙乳液,以此与热固性酚醛树脂(PR)进行复配制得酚醛树脂/无皂苯丙复合乳液,讨论了其合成影响因素,并优化了合成工艺条件。研究表明,当m(PVA)=12%,软硬单体比例n(BA)/n(St)=1.0,m(NMA)=10%,m(酚醛树脂)/m(苯丙乳液)=2.0时,酚醛树脂/无皂苯丙复合乳液具有较好的增强作用。以质量分数为1.0%的聚合物乳液单独进行表面施胶时,纸张环压指数达8.4N.m/g,施胶度达32s。此复合乳液与淀粉有良好的适配性,并可取得优异的复合施胶效果。当m(复合乳液)/m(淀粉溶液)=0.3时,纸张环压指数达8.9N.m/g,施胶度达40s。并通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对其进行了表征。     

水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯防腐涂层的制备与性能

为进一步改善水性聚氨酯丙烯酸酯涂层的防腐性能,采用原位聚合法制备了系列水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯(WPUA/GO)复合乳液。利用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱表征了自制GO的结构与形貌;运用透射电镜、扫描电子显微镜分析了复合乳液的微观形貌;并通过耐盐雾试验及电化学工作站测试了涂层的防腐性能。结果表明,通过改进的Hummers法制备出氧化程度高、分散性较好的GO;WPUA/GO乳液粒径随着GO含量的增加呈现先增大后减小的趋势;当GO的质量分数为0.5%时,涂层的热稳定性提高了140℃,耐盐雾时间比纯WPUA延长了10 d,腐蚀电流密度减小了1个数量级。     

丙烯酸羟乙酯对自交联苯丙胶乳性能的影响

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,通过乳液聚合法合成固含量约为40%的自交联苯丙胶乳纸张涂布剂。考察了不同HEA用量对乳液及其膜性能的影响。结果表明,当m(St)/m(BA)=1∶2,w(MMA)=11.5%,w(AA)=6.9%,w(HEA)=11.5%时,合成的乳液稳定,粒径较小且分布均匀,乳液呈现假塑性流体的流变性质;随着交联单体HEA用量的增加,乳液黏度显著增大,胶膜吸水率最低可达4.1%,膜的力学拉伸强度可由1.7 MPa提高到4.7 MPa,同时聚合物的热稳定性可最大提高31.3℃。     

水性丙烯酸树脂黏结剂的制备及其对特种含能纸基材料的增强性能研究

以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺和丙烯酸为单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯及N,N’-亚甲基双丙烯酰胺作为功能单体,采用半连续乳液聚合法制备了水性丙烯酸树脂黏结剂。结果表明,甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）添加量为11.2%时,乳液平均粒径为172.7 nm,黏度为14.9 mPa·s,并且在100℃下乳液性能保持稳定。接触角及力学性能测试表明,利用水性丙烯酸树脂黏结剂（GMA添加量11.2%）进行浆内施胶,特种含能纸基材料的应力由15.24 MPa增加至33.06 MPa,接触角由108.3°提高到113.3°。     

氧化石墨烯-水性环氧树脂固化剂的制备及性能

首先，将三乙烯四胺(TETA)和氧化石墨烯(GO)球磨，得到TETA改性GO分散液TGO；然后向其中依次滴加双酚A型环氧树脂E44、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TPEG)、甲氧基聚氧乙烯-2,3-环氧丙烷(MEH)和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)，采用原位聚合法合成了氧化石墨烯-水性环氧树脂固化剂(TGO-WPEA)；采用上述工艺，不添加GO的条件下制得水性环氧树脂固化剂(WPEA)。将WPEA和TGO-WPEA分别与环氧树脂乳液(Epikote-6520)复合制得水性环氧树脂(EP)和氧化石墨烯改性水性环氧树脂(TGO-EP)防腐涂料。通过FTIR、XPS和XRD对材料进行了结构表征，采用电化学测试和盐雾实验对TGO-EP的防腐性能进行了评价。结果表明，水性环氧树脂固化剂(WPEA)分子通过共价键连接到GO表面，改善了GO在EP中的分散稳定性和接枝率，提高了TGO-EP复合涂料对腐蚀介质的屏蔽性能。与纯EP涂层相比，TGO-EP涂层腐蚀电位从–0.267 V提高到–0.125 V，腐蚀电流密度从5.44×10^–8 A/cm²