刺云实胶/魔芋葡甘聚糖复合凝胶流变性能研究

为了获得性能更优良的食品凝胶体系,本研究将刺云实胶(TG)与魔芋葡甘聚糖(KGM)按一定比例复配制得复合凝胶,通过旋转流变仪研究其流变性能,用统计力学和动力学相结合的方法,对KGM与TG分子链的链间作用进行深入研究。实验结果表明,TG/KGM凝胶在高温下为假塑性流体,二者具有良好的相容性,复配溶胶体系的剪切应力和黏度均随着KGM组分比例的增加而增加,抗剪切能力有所增强。在选定的频率范围0.1~100 rad/s内,TG/KGM的损耗模量G”低于其储能模量G’,KGM的添加使得模量上升。而在85~25℃的降温过程中,随着KGM的增加,复配体系中G’和G”模量下降,溶胶向凝胶的转化温度点发生右移,以上表明相比于单一多糖,适量的KGM与TG复配,可以大大提高凝胶耐热性,形成稳定性高的凝胶。分析得出,在不同质量比的TG/KGM凝胶体系中,当m(TG):m(KGM)=0.9:0.6（即TK6）时,可得到综合性能优异、胶凝能力强、稳定性高且黏度适中的凝胶体系。研究表明,制备的TG/KGM凝胶有望成为一种新型食品凝胶,可以为TG和KGM的合理应用提供理论指导。     

α-纤维素/魔芋葡甘聚糖复合水凝胶的制备及其性能

为提高魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan,KGM)凝胶的热稳定性和凝胶强度,通过与α-纤维素(α-Cellulose,α-CE)按不同比例复配制得α-CE/KGM复合水凝胶。使用旋转流变仪测定加入不同量α-CE对复合水凝胶流变特性的影响,利用SEM、FTIR和DSC表征了α-CE/KGM水凝胶的表观形貌、微观结构、特征官能团及其热稳定性。结果显示:KGM溶胶和α-CE/KGM溶胶的黏度随剪切速率的增大而减小;在0~300 s–1剪切速率内,剪切应力随剪切速率的增大而增大;在0.1~100 Hz频率内,α-CE/KGM的储能模量(G')低于其损耗模量(G″),α-CE的添加使复合水凝胶的模量升高。在不同质量比的α-CE/KGM凝胶体系中,当m(α-CE)∶m(KGM)=1∶1(即α-CE4)时得到的复合水凝胶,熔融吸收峰对应的温度为122.3℃,热稳定性较KGM水凝胶有所提高。     

魔芋葡甘聚糖复合凝胶的制备及其溶胀性能研究

通过在水中复配魔芋葡甘聚糖(KGM)、黄原胶(XG)和β-环糊精(β-CD),制备了KGM/XG/β-CD复合水凝胶。探讨了β-CD含量对凝胶平衡溶胀度的影响,并探讨了介质pH和温度对凝胶溶胀度的影响。结果表明,当m(KGM):m(XG):m(β-CD)=1:1:1时,复合凝胶的平衡溶胀度最大;复合凝胶的溶胀度在溶胀初期增加很快,随着溶胀时间的延长,溶胀度增加变慢,约7 h内基本达到平衡;随着介质pH的增大或体系温度从25℃增加至37℃,KGM/XG/β-CD复合凝胶的溶胀度随之增大。     

聚硅氧烷侧链高分子液晶电流变液体的性能研究

研究聚硅氧烷侧链高分子液晶配制成电流变液体的电流变效应 ,以获得高性能的电流变液体 ,应用德国RV2 0电流变仪测试性能。结果表明 ,该电流变液体 5 2℃ ,电场强度由零增至DC 2 0 0 0V/mm ,剪切速率为 30 0s-1时 ,剪切应力由 2 0 0Pa增至 5 4 0 0Pa ,表观黏度由 2 0 0mPa·s增至 10 0 0 0mPa·s;剪切速率为 4 0 0s-1时 ,剪切应力由 2 0 0Pa增至 6 30 0Pa,表观黏度由 2 0 0 0mPa·s增至 76 0 0mPa·s ;剪切速率为 5 0 0s-1时 ,剪切应力由 2 75Pa增至 6 80 0Pa,表观黏度由5 0 0mPa·s增至 90 0 0mPa·s。 77℃时 ,同样条件下 ,剪切速率为 5 0 0s-1时 ,剪切应力达 80 0 0Pa,具有更高的剪切应力 ,说明温度适应性较强。     

TiO2溶胶流变及涂膜性能的研究

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备Ti(OH)₄溶胶。通过旋转流变仪作为主要表征手段,对Ti(OH)₄溶胶的黏度、流动性能、涂膜性能进行分析,研究了R(nCH₃COOH∶nH₂O)值对Ti(OH)₄溶胶流变特性的影响,阐述了溶胶流变性和涂膜性能的相关性。结果表明：当R逐渐增大至1.2～1.8时,Ti(OH)₄溶胶表现为Bingham流体,初始黏度从0.270 Pa·s下降至0.156 Pa·s,流动系数接近于水;在R值低于0.9时,Ti(OH)₄溶胶表现为HerschelBulkley流体,初始黏度从0.304 Pa·s上升至3.011 Pa·s,流动系数从0.724下降至0.419。在R=0.9时,涂膜效果最佳,膜厚度约为10μm,表面光滑完整,对结晶紫的去除率可达95.5%。     

纳米二氧化硅对聚合物凝胶强度的影响

为揭示纳米二氧化硅对聚合物凝胶强度的影响,通过改变纳米二氧化硅在凝胶溶液中质量分数,采用HAAKERS6000流变仪、一维驱替装置研究了纳米二氧化硅对凝胶溶液和成胶后的凝胶的弹性模量、黏性模量、屈服值和封堵性能的影响.结果表明:随着纳米二氧化硅在凝胶配方中的质量分数从0增加至4％,凝胶溶液黏度从86 mPa·s逐渐增加至141mPa·s,凝胶溶液的弹性模量从13.5 Pa增加至20 Pa、黏性模量由5.4 Pa增加至7.8 Pa.成胶后的凝胶的弹性模量从20.7 Pa增加至205 Pa、黏性模量由3.1 Pa增加至17.55 Pa,屈服值从72 Pa增加至1020 Pa,凝胶对热水的封堵压力从0.27 MPa增加至3.45 MPa,凝胶的微观网络结构逐渐致密,孔洞尺寸变小,说明纳米二氧化硅可以增加凝胶的弹性与强度.     

磺酸盐型Gemini表面活性剂复配体系的黏度性质研究

对以溴代十四烷、乙二胺和1,3-丙磺内酯为原料合成的磺酸盐型Gemini表面活性剂的表面活性进行了评价。主要研究了不同碳链长度的季铵盐、无机盐和有机盐的加入,剪切时间以及温度对上述表面活性剂体系黏度性质的影响。结果表明,磺酸盐型Gemini表面活性剂的临界胶束浓度比相应的单链表面活性剂低1~2个数量级;当向质量分数为1%的磺酸盐型Gemini表面活性剂中加入季铵盐时,复配体系的黏度先增加后减少,且季铵盐的碳链越长,增黏效果越明显,复配体系的黏度最大可达245.5 m Pa·s,碳链的增长有助于蠕虫状胶束的形成;在磺酸盐型Gemini表面活性剂和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的复配体系中,随着KCl,Na Cl以及水杨酸钠质量分数的增加,复配体系的黏度先增加后减少,其中KCl的增黏效果最为显著,当KCl的质量分数为0.12%,复配体系的黏度达到最大,为430.2 m Pa·s;在磺酸盐型Gemini表面活性剂/CTAB/KCl的复配体系中,随着剪切时间和温度的增加复配体系的黏度逐渐降低。     

水质对弱凝胶体系成胶性能影响研究

弱凝胶体系成胶率是评价体系调驱效果的关键因素。为了评价水质对弱凝胶体系成胶性能的影响,以有机铬/聚合物弱凝胶体系作为研究对象,开展了不同水质条件下弱凝胶体系成胶性能实验。研究结果表明:矿化度对弱凝胶成胶性能具有较大的影响,随着矿化度的增加,体系黏度下降,矿化度高于20 000 mg/L后,成胶效果及稳定性明显变差。当水溶液pH值为6~8时,体系成胶黏度及成胶稳定性较好。随着悬浮物含量增加,初始黏度不断降低,当悬浮物含量达40 mg/L时,弱凝胶初始黏度即可降低50%。     

瓜尔胶压裂返排液回用技术在气井中的应用

储层改造规模的加大对水资源的需求逐渐增加,压裂返排液的重复利用越来越受到关注。根据硼酸根离子的水解、络合反应机理,加入配位体PWT-2调节瓜尓胶压裂液返排液处理水(简称处理水)中硼酸根离子的有效含量,保持处理水中瓜尓胶压裂液的基液黏度及交联延迟时间与清水配置的一致,基液黏度约28~32 m Pa·s,交联延迟时间为75~150 s。通过加入缓冲剂HC-J调节瓜尓胶压裂液p H约为10.0,控制体系硼离子的有效浓度,降低多价阳离子的含量;将处理水与现场清水按照体积比2∶1的比例配置瓜尓胶压裂液,提高体系的耐温性能;稀释后配置的瓜尓胶压裂液在110℃剪切120 min,黏度保持250 m Pa·s以上,若加入胶囊破胶剂剪切50 min后黏度可降低至40 m Pa·s以下。     

AlPi和PPBBA复配阻燃PET的燃烧性能

采用二乙基次膦酸铝(Al Pi)和聚丙烯酸五溴卞酯(PPBBA)复配,提高聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的阻燃性能。测定了阻燃PET的极限氧指数(LOI)、垂直燃烧性能、热失重分析、动态流变性能,并采用扫描电子显微镜(SEM)观测了燃烧炭层的形貌。结果表明,Al Pi∶PPBBA分别以5∶5和10∶5复配,添加量分别为10%和15%时,LOI达到28.0%和33.3%,垂直燃烧测试均达到V–0级。复配阻燃体系的加入促进了PET的提前分解,阻燃剂主要在气相发挥阻燃作用,同时有利于成炭。当添加15%复配阻燃剂时,相比于纯PET,阻燃PET的最大分解速率降低21.2%,残炭率提高97.6%,提高了阻燃PET在高温下的热稳定性。在角频率为1 rad/s条件下,当添加10%和15%复配阻燃剂时,体系的复数黏度由39.4 Pa·s分别提高到296 Pa·s和1 970 Pa·s,具有较高的抗熔滴性能。烧结后的残留物高倍膨胀,炭层致密连续。     

含不同形态硅灰的复合胶凝材料浆体的流变学特性（英文）

通过流变度和坍落度测试,研究了原状硅灰和加密硅灰对水灰比为0.25和0.30的复合胶凝材料的流变性能的影响。结果表明:初始测量中,加密硅灰(0~12%)使净浆屈服应力从0~5 Pa增加到20~60 Pa,塑性黏度从1 500 mPa·s增大到3 200 mPa·s;原状硅灰的掺加(0~12%)使净浆的屈服应力基本维持在0~8 Pa,塑性黏度在1 500~2 000 mPa·s。加密硅灰可以增大复合胶凝材料浆体的屈服应力和塑性黏度,原状硅灰则能在一定时间内使复合胶凝材料浆体保持相同的流变性。无论含有何种形态的硅灰,复合胶凝材料浆体的屈服应力和扩展度之间均呈线性关系,相关系数达到R~2=0.911 16。     

快速固化型环氧树脂灌浆材料的制备及性能

利用腰果酚、多聚甲醛、二乙烯三胺曼尼西反应合成的酚醛胺与聚丙二醇二缩水甘油醚反应制备了环氧树脂固化剂，与环氧树脂E?51、F?51、稀释剂692制备了双组分环氧树脂灌浆材料。研究了固化剂的合成工艺以及环氧树脂灌浆材料的固化行为和固结体的性能。结果表明，合成固化剂的最佳投料比为n(醛)∶n(酚)∶n(胺)∶n(醚)= 1∶1.1∶1.2∶0.4，固化剂组分与环氧树脂组分的体积比为100∶（80~120）时，浆液的初始黏度为400~500 mPa·s，凝胶时间为25~45 min，固结体性能都符合JC/T 1041-2007的要求；在浆液发生凝胶前，浆液黏度先随着时间逐渐降低后快速上升，凝胶时间随着使用温度的降低逐渐增加。     

油基压裂液用铁离子交联剂的研究

为解决传统的以Al~(3+)溶液作为交联剂的油基压裂液存在需要二次成胶并且成胶的时间较长的问题,选择以Fe~(3+)溶液作为油基压裂液交联剂替代Al~(3+)离子溶液。通过复配试验对交联剂体系配方进行了优选,得到性能较好的交联剂体系配方(w)为25%硫酸铁+10%乙二醇+15%柠檬酸钠+50%去离子水。采用柴油作为油基压裂液基液,加入(w)0.5%稠化剂AP-1,(w)1%硫酸铁复配溶液交联剂体系,其形成凝胶时间为120 s,凝胶黏度为271.8 mPa·s,符合成胶时间与凝胶黏度的要求。     

地层暂堵型水凝胶的溶胶及溶胀性能评价

针对堵水封隔的发展现状,合成出一种用于地层暂封堵的可溶性疏水缔合凝胶,通过对其破胶性能和溶胀行为的相关影响因素进行了研究分析。结果表明,当自选酯类(C)/十二烷基苯磺酸钠(SDBS)质量比2∶3,单体AM用量比介于25%~40%时,所制得的水凝胶体系在兼备较强力学性能的同时加入定量破胶剂溶液(5%)可实现定温不可逆溶胶,且溶胶后的残液黏度稳定低于2 000 mPa·s。在溶胀行为方面其溶胀度会随AM/AA及溶液温度的升高呈现出整体上升趋势而提前到达溶胀平衡点,但会随矿化度的增加导致溶胀度降低。     

硼钛复合交联剂的制备及其在葫芦巴胶压裂体系中的应用

以四硼酸钠、钛酸丁酯、三乙醇胺、甘油、乙二醇为原料,合成了有机硼钛交联剂,制备了葫芦巴胶压裂液。研究了主剂及配体物料比,反应温度与反应时间对交联剂成胶性能的影响。结果表明,m(四硼酸钠)∶m(钛酸丁酯)=1∶4,m(三乙醇胺)∶m(甘油)=1∶2,反应温度70℃,反应时间3 h的条件下,合成的交联剂性能最优。考察了w(葫芦巴胶溶液)=0.4%,m(葫芦巴胶溶液)∶m(硼钛交联剂)=100∶(0.4~0.6)时,葫芦巴胶压裂液的性能,交联延时150 s,耐温耐剪切性能良好;常温下,携砂比V(压裂液)∶V(石英砂)=70∶30时,沉降速度0.009mm/s;体系易破胶,破胶液黏度低于5 m Pa·s,对储层伤害小。     

魔芋溶胶对苯丙乳液流变性能的影响

研究了不同组成的魔芋溶胶(KGM sol)/苯丙复合乳液的粘度与剪切转速、剪切应力与剪切速率、剪切弹性模量、剪切粘性模量与角频率、温度之间的关系,并对复合乳液的抗电解质性能进行了测试。结果表明,KGM溶胶/苯丙复合乳液是剪切变稀流体,剪切应力随剪切速率的增大而增大,当KGM溶胶含量>4%时,复合乳液体系由牛顿型流体变为非牛顿型流体,且变化满足Herschel-Bukley方程;KGM溶胶含量增大,复合乳液的粘度、剪切弹性模量、剪切粘性模量明显增大,尤其是温度扫描曲线;复合乳液离子稳定性好。     

pH敏感魔芋葡甘聚糖复合凝胶的制备及其缓释性能研究

以魔芋葡甘聚糖(KGM)-黄原胶(XG)共混多糖为载体,进一步复配β-环糊精(β-CD)得到KGM/XG/β-CD复合干凝胶;以香兰素为模型香精,制备了装载香精的KGM/XG/β-CD复合凝胶,研究了装载香兰素的复合凝胶的释放行为,并与KGM/XG复合凝胶的释放行为做了比较。结果表明:在p H分别为5,7和9的缓冲液中,KGM/XG/β-CD复合凝胶中的香兰素12 h后累积释放率分别为29.5%,47.7%和60.6%,较KGM/XG复合凝胶中的香兰素在12 h后累积释放率(分别为45.0%,69.3和82.3%)低,表明具有空腔结构的β-CD对香兰素的释放起到了较好的缓释作用。     

高温聚合物/粉煤灰凝胶封窜体系的制备及性能

以耐温磺化聚合物(SPAM)、水溶性酚醛树脂、粉煤灰制备了适合于YT油田的高温封窜调堵剂。正交实验优选得到:0.3%SPAM、0.04%交联剂、5%粉煤灰的体系。温度、p H、矿化度对成胶效果的影响结果表明,100℃或更高温度对凝胶成胶不利;p H=5时,成胶效果最好;矿化度增加不利于成胶,但当矿化度是50 000 mg/L左右时,成胶黏度仍接近45 000 m Pa·s。耐温性测试结果表明,110℃高温老化20 d后,体系黏度有所降低,但体系仍能保证不脱水;热滚实验表明,凝胶的温度使用上限是150℃。岩心实验表明体系能够明显提高注气压力,减缓注气压降。     

高温聚合物/粉煤灰凝胶封窜体系的制备及性能

以耐温磺化聚合物(SPAM)、水溶性酚醛树脂、粉煤灰制备了适合于YT油田的高温封窜调堵剂。正交实验优选得到:0.3%SPAM、0.04%交联剂、5%粉煤灰的体系。温度、p H、矿化度对成胶效果的影响结果表明,100℃或更高温度对凝胶成胶不利;p H=5时,成胶效果最好;矿化度增加不利于成胶,但当矿化度是50 000 mg/L左右时,成胶黏度仍接近45 000 m Pa·s。耐温性测试结果表明,110℃高温老化20 d后,体系黏度有所降低,但体系仍能保证不脱水;热滚实验表明,凝胶的温度使用上限是150℃。岩心实验表明体系能够明显提高注气压力,减缓注气压降。     

纳米无机材料在高填充MS胶中的应用

以非介入式材料均质机为搅拌抽真空设备,采用L9(33)三因素三水平正交实验分析了分散工艺参数对高填充硅烷改性聚醚密封胶(MS胶)黏度的影响;研究了不同粒径碳酸钙复配及埃洛石纳米管(HNTs)对高填充MS胶性能的影响。结果表明,在公转速率为1 000 r/min、自转速率为公转的80%、搅拌时间为2 min条件下制得的MS胶黏度较低;纳米碳酸钙、亚微米碳酸钙、微米碳酸钙质量比为4∶1. 5∶1. 5时,体系的拉伸强度、拉断伸长率、拉伸剪切强度均达到最大值; HNTs对高填充MS胶有显著的增稠及增强效果,当HNTs(相对于体系总质量)质量分数为5%时,体系的拉伸剪切强度、拉伸强度、拉断伸长率均达最大值,分别为1 413 k Pa、1 866 k Pa和265%。