新型无氨凝胶的制备与胶凝特性研究

采用光电分析法研究了环保型无氨凝胶防灭火材料,比较了三种促凝剂与水玻璃生成无氨凝胶的胶凝特性,并研究了具有较好胶凝特性的促凝剂C与水玻璃在不同浓度、不同温度下的成胶特性及其失水性和热稳定性。结果表明:促凝剂C对水玻璃的促凝效果较好,生成的凝胶强度高、失水率低;当水玻璃浓度为7%、促凝剂C浓度为1.8%～3.0%时,对成胶过程有利;由浓度为7%的水玻璃与浓度为2.5%～3.0%的促凝剂C生成的凝胶失水速率最小;温度大于80℃时,凝胶失水速率随温度升高快速增大;凝胶在不同阶段的失水速率满足不同的动力学特征,初期主要受表面控制,中期为扩散控制。水玻璃成胶特性与促凝剂中阳离子的化学价有关,高价阳离子更有助于凝胶的生成。     

一种自生泡沫凝胶复合堵剂的室内研究

针对常规泡沫稳定性差,封堵效果有限的缺点,提出了自生泡沫/凝胶复合堵水剂。该体系的生气剂为NH₄Cl和NaNO₂,凝胶为水玻璃,酸催化剂为一种强酸弱碱钠盐,起泡剂为十二烷基苯磺酸钠,确定出了体系的基本配方为3.0%硅酸钠+2.0%胶凝剂QX+2.5%NH₄Cl+2.0%NaNO₂+0.5%ABS。利用高温高压反应釜对体系的产气特性进行了研究,结果表明该体系具有延迟产气的特点,在12h后才开始大量产气,体系的胶凝时间长达16h,胶凝后具有一定的抗压强度,可提高对地层的封堵能力;岩芯流动实验表明,该自生泡沫/凝胶体系可有效地封堵含水岩芯,封堵率为88.1%,对含油岩芯封堵效果较差,因而是一种较好的选择性堵剂。     

新壤无氨凝胶的制备与胶凝特性研究

采用光电分析法研究了环保型无氨凝胶防灭火材料，比较了三种促凝剂与水玻璃生成无氨凝胶的胶凝特性，并研究了具有较好胶凝特性的促凝剂C与水玻璃在不同浓度、不同温度下的成胶特性及其失水性和热稳定性。结果表明：促凝剂C对水玻璃的促凝效果较好，生成的凝胶强度高、失水率低；当水玻璃浓度为7％、促凝剂C浓度为1．8％-3．0％时，对成胶过程有利；由浓度为7％的水玻璃与浓度为2．5％-3．0％的促凝剂C生成的凝胶失水速率最小；温度大于80℃时，凝胶失水速率随温度升高快速增大；凝胶在不同阶段的失水速率满足不同的动力学特征，初期主要受表面控制，中期为扩散控制。水玻璃成胶特性与促凝剂中阳离子的化学价有关，高价阳离子更有助于凝胶的生成。     

硅酸及其盐的研究 Ⅸ.外加鹽和濃度对单硅酸聚合速度的影响

以乙酸、硫酸、盐酸、磷酸及高氯酸为胶凝剂,测定了不同浓度单硅酸在不同pH的胶凝时间,得到了一系列硅酸浓度与胶凝时间的曲线。曲线皆为N形。所有曲线的最低点和乙酸曲线的最高点的pH值,皆随硅酸浓度的减少而向左上方移动,但盐酸和硫酸曲线最高点pH值无明显变化。各组曲线最低点的log t和相应的log T_A昔为直綫关系,但直线斜率昔等于-3,而不是表达式中的-2。这是由於酸化过程所产生的盐的效应。在单硅酸浓度恒定时,加入不同量与所用胶凝剂相当的盐,从所得的胶凝曲綫表明,盐对发盐酸及硫酸为胶凝剂的曲线最高点略有促进作用,而不改变pH值。但所有曲线最低点及乙酸曲线最高点,昔随各种盐浓度的增加而向右下方移动。每组曲线最低点的log t和log T_s皆为直线关系,直线斜率在-1左右,表示盐浓度与胶凝时间的一次方成反此。在固定盐浓度,改变单硅酸浓度的实验中,所有盐酸、硫酸、硝酸、乙酸及磷酸的各套胶凝曲线的最高点pH值皆不改变,而最低点的pH值只微有不同,每组曲线的不论最低点或最高点,它们的log t和log T_A皆有直线关系,其直綫的斜率都在-2左右,和表达式的要求完全符合。故包括盐效应的硅酸聚合而成凝胶的表达式改进为:     

TiO2-SiO2复合气凝胶的常压干燥制备及光催化降解含油污水活性

以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为原料,利用溶胶凝胶工艺制备出不同硅含量的TiO₂-SiO₂复合醇凝胶.结合老化液浸泡和小孔干燥工艺,在常压下干燥得到完整的TiO₂-SiO₂复合气凝胶块体.采用扫描电子显微镜、BET比表面积测试、X射线粉末衍射等测试手段对复合气凝胶的微观结构和物化性能进行了测试和表征.测试结果表明,复合气凝胶具有良好的性能,Ti和Si元素在气凝胶中分布均匀.随着SiO₂含量的增加,复合气凝胶的密度逐渐变小,比表面积增大,孔隙率增加,转变为锐钛矿相的相变温度升高.经高温煅烧晶化处理,复合气凝胶转变为锐钛矿相结构.以乳化后的渤海原油水溶液作为含油污水模拟溶液,测试了复合气凝胶对含油污水的催化降解性能.污水降解结果显示复合气凝胶对渤海原油污水具有较好的催化降解活性.在SiO₂摩尔分数低于30%时,随着硅含量的增加,复合气凝胶的光催化降解率升高;但当SiO₂摩尔分数高于30%后,继续增加SiO₂掺入量,反而造成复合气凝胶催化能力下降.对于SiO₂摩尔分数为30%的复合气凝胶,获得了最佳的催化降解效果,90 min催化降解率达95%.     

铝颗粒对乙醇胺凝胶性能的影响

采用乙醇胺、琼脂糖胶凝剂、含能颗粒铝制备系列燃料凝胶。利用量热仪、离心机、旋转流变仪等仪器考察了胶凝剂和铝颗粒添加量（质量分数）对凝胶热值、离心稳定性、流变性的影响；通过扫描电镜对铝、琼脂糖颗粒及凝胶微观形态进行了表征。结果表明：当铝颗粒质量分数为30%时，相较于纯凝胶，乙醇胺凝胶体积燃烧热提高了22.2%，离心析液率从26.5%下降到9.8%，稳定性大大增强；铝颗粒能够与凝胶相结合增强凝胶的网络结构、增加松弛时间和储能模量。     

一种新型抗温抗盐超强堵剂的研制

将聚乙烯亚胺用作交联剂,与梳型聚丙烯酰胺(KYPAM)的酰胺基团反应制备一种共价键交联的抗温抗盐堵剂,考察各因素对成胶性能的影响.结果表明:随着KYPAM相对分子质量、交联剂或KYPAM质量浓度的增加,成胶时间缩短,相应的表观黏度增大,相对分子质量太高或交联剂质量浓度过高易脱水;成胶时间随着pH值的增加呈现缩短、增长义缩短的趋势;温度越高成胶时间越短,凝胶强度越大,温度过高会破坏聚合物凝胶的网络结构,高温下形成的凝胶弹性较差,发脆,容易被破坏;成胶时间随矿化度的增加而变长,成胶强度随矿化度的增加而变弱;KYPAM相对分子质量800万,聚合物质量浓度12 g/L,交联剂质量浓度9 g/L,pH值5～7为最优配方,其适用油藏温度为80～110 ℃,矿化度小于、等于80 g/L NaCl+1.2 g/L CaCl2;采用最优配方,聚乙烯亚胺PEI-KYPAM凝胶堵剂的突破压力和强度比酚醛树脂-KYPAM凝胶堵剂高,其耐冲刷性也优于酚醛树脂-KYPAM凝胶堵剂.     

碱性硅酸凝胶堵水剂

碱性硅酸凝胶是一种重要的堵水剂,它是在碱性条件下将水玻璃用活化剂活化制成。本文根据胶凝时间、凝胶强度和使用浓度等三个标准选择了这种凝胶用的活化剂,研究了碱性硅酸凝胶胶凝时间和凝胶强度的影响因素,对比了碱性硅酸凝胶和酸性硅酸凝胶的优缺点,提出了碱性硅酸凝胶堵水剂的使用配方。     

AMPS抗盐弱凝胶的研究

采用AMPS系列聚合物和活性酚醛交联剂,在总矿化度为1×10⁵mg/L、二价阳离子Ca²⁺和Mg²⁺的质量浓度为2000mg/L以及温度为85℃条件下,通过室内弱凝胶成胶实验,研究了高矿化度下聚合物类型、聚合物浓度、交联剂浓度及总矿化度对弱凝胶成胶性能的影响。实验结果表明：AMPS共聚物的磺化度是影响抗盐弱凝胶性能的主要因素,高矿化度有利于AMPS共聚物与酚醛交联剂形成弱凝胶体系;聚合物质量浓度越高,形成的弱凝胶粘度越高且稳定性越好;交联剂质量浓度过高,弱凝胶的稳定性有所下降。     

一种复合交联剂的制备和应用

利用水溶性酚醛树脂和高价金属盐制备了一种复合交联剂。该复合交联剂制备方便,无刺激性气味。选用部分水解聚丙烯酰胺体系对该复合交联剂的成胶性能进行系统考察,证实其用量为0.1%,~0.3%,时,成胶强度较单一酚醛类交联剂显著增加,通过调节聚合物交联剂比例,其成胶强度可达5,000~20,000,m Pa·s,成胶温度在60~120,℃范围内,成胶时间8~48,h可控,成胶强度可保持2月以上,成胶稳定性良好。     

一种油田用酸化胶凝剂PA-GA10的研制与性能评价

以阴离子单体A为主要合成单体,采用水溶液聚合的方式合成了一种酸化胶凝剂.产品特性黏度[η]为(694.3 ～731.7) mL/g.研究了单体质量浓度、引发剂浓度、反应时间、反应温度和聚合体系pH值对该产品特性黏度的影响,确定其最佳合成条件为:单体质量浓度为50％、引发剂用量为0.05％、反应时间为6h、反应温度为50℃、聚合体系的pH值为5.并对其用做酸化胶凝剂进行了室内性能评价,结果表明,产品具有较好的热稳定性和剪切稳定性,具有较好的开发前景.     

超声波辅助凝胶化对罗非鱼糜凝胶性能的影响

分析了超声波辅助凝胶化对罗非鱼鱼糜凝胶强度的影响,发现在鱼糜低温（40℃）凝胶化时用不同功率和频率的超声波处理对鱼糜凝胶的强度有显著提高(p<0.05)。其中功率100W,频率28kHz的超声波对凝胶的强度提高最显著。超声波处理也提高了凝胶的压出水分。电泳图(SDS-PAGE)和电镜图(SEM)显示,超声波处理对鱼糜凝胶强度有显著提高的可能原因是超声波促进了蛋白质分子间的交联和交叠。响应面分析结果显示,超声波辅助凝胶化的最优条件为58℃凝胶化13min;用所建立的数学模型预测凝胶化温度和时间,结果显示与40℃凝胶化20min的常用凝胶化条件相比,超声波辅助凝胶化可以缩短凝胶化时间。     

长成冻时间的深部调驱剂研究

长成冻时间的深部调驱剂是以 HPAM为主的复配聚合物 ,由树脂交联剂 1 0 3交联形成的 .由冻胶强度级别的划分定性地测定成冻时间和突破真空度的方法定量测定冻胶强度 .评价了不同聚合物、交联剂及矿化度在不同温度下的成冻时间及强度 ,并作出了成冻时间及强度等值图 .结果表明 :成冻时间在 1～ 3 0 d范围内可调 ,强度 (即 p BV值 )在 - 0 .0 6 0～ - 0 .0 3 0 MPa范围内可调 .由成冻时间和强度等值图可找出具体地层条件下的不同成冻时间及不同强度调驱剂配方     

蒙古林油田弱凝胶深部调驱体系室内评价

本文从聚合物分子在剪切与未剪切的条件下对蒙古林油田弱凝胶深部调驱体系进行评价。实验表明聚合物分子被剪切后,主要影响凝胶体系的成胶强度,未被剪切时的凝胶强度明显高于聚合物分子被剪切后的凝胶强度,而从长期稳定性的角度来讲,聚合物分子是否被剪切,对稳定性的影响不是很大。剪切条件下聚合物溶液浓度为800mg/L和1000mg/L的已成胶的凝胶体系最高强度分别为4619mPa.s和4319mPa.s,远远低于聚合物未被剪切时的最高成胶强度34293mPa.s和31393mPa.s; 剪切后的聚合物在其成胶后的稳定性较好,恒温192h后,聚合物溶液浓度为800mg/L和1000mg/L的凝胶体系粘度最终保留值分别为2224mPa.s和2999mPa.s,粘度下降率分别为51.85%和30.56%。蒙古林油田所用凝胶体系配方为聚合物浓度为800mg/L和1000mg/L,聚/交比为30:1。     

海藻酸钠对甲基纤维素温敏水凝胶特性的影响

为改善“甲基纤维素聚乙二醇柠檬酸钠”三组分反向温敏凝胶体系的特性,向其中添加了海藻酸钠。通过粘度跟踪法考察了新体系在体温下的凝固特性,分析了凝胶配方、pH值对于凝固过程、凝胶强度的影响;研究了海藻酸钠的加入对小分子药物体外释放特性的影响。结果表明,海藻酸钠的加入提高了胶凝速度、凝胶强度及凝胶稳定性;体系在生理pH附近具有较快的胶凝速度和较好的凝胶强度;新体系对于小分子药物,尤其是亲水性强的小分子药物具有更好的控缓释特性。     

凝胶泡沫防灭火材料的研制及应用

由于大倾角坚硬顶板煤层采空区地质条件复杂,漏风规律复杂多变,因而煤自燃危险性较大,必须采取有针对性的防灭火措施。通过理论分析和实验研究,确定了凝胶泡沫材料中合适的发泡剂、稳泡剂、胶凝剂、交联剂。通过实验得到凝胶泡沫材料的最佳配方为:发泡剂为月桂酸钠和SDS按2:3比例复配,浓度为0.6%;稳泡剂CMC浓度为0.1%;胶凝剂AM浓度为0.3%;交联剂MBA浓度为0.3%。经过程序升温实验和封堵实验,该凝胶泡沫具有优良的防自燃阻化性能和封堵性能。在东龙煤矿7162工作面采空区灌注凝胶泡沫材料进行防灭火。现场监测结果表明,凝胶泡沫材料有效抑制了采空区自燃,保证了安全开采。     

一种新型调剖剂的性能评价

室内通过交联反应合成了一种聚合物类冻胶调剖剂DX—C,详细探讨了该调剖剂的适用条件。重点分析了合成过程中各种影响因素的影响程度,这些因素包括主剂聚丙烯酰胺的浓度和交联剂的浓度大小、酸碱度。在对调剖剂适用条件的性能评价过程中,对调剖剂的成胶时间、强度、稳定性等进行了测定。发现最佳合成条件是:主剂聚合物浓度0.4%,交联剂浓度为0.35%,pH值为5—6。     

CPD-Na体系热可逆交联CPE行为研究

采用自制热可逆交联剂环戊二烯钠(CPD—Na)与氯化聚乙烯(CPE)进行反应,制备了具有热可逆交联特性的CPE热可逆交联橡胶。以CPD-Na用量对产物的氯原子取代率、交联度和反应的凝胶化时间进行了研究;并对产物的结构和热性能进行了研究和表征。     

清水配置冻胶在盐水中稳定性的变化研究

本文以水溶性酚醛树脂为交联剂,以纳米颗粒为稳定剂,以HPAM以及不同AMPS含量的聚合物为成胶剂,在低盐含量的模拟注入水中制备了稳定的冻胶。研究发现,相同交联剂和聚合物用量下,AM-AMPS共聚物成胶时间比HPAM长,但成胶后强度高。评价了制备的冻胶在不同盐含量模拟水中的脱水情况,结果表明,当模拟水盐含量为10000mg/L、30000mg/L时,冻胶会吸水膨胀、强度降低;但当模拟水盐含量高于50000mg/L时,冻胶则脱水,冻胶强度提高。模拟水盐含量越高,脱水幅度越大。提高冻胶中纳米颗粒的含量或用AMPS含量高的共聚物做成胶剂,可明显降低冻胶在高盐含量中的脱水幅度。研究结果对红河油田裂缝封堵剂的开发有指导意义。