基于淀粉微球交联剂的低浓度羟丙基胍胶压裂液性能研究

目的针对低渗透油藏,需要降低压裂液稠化剂用量,减少对储层的伤害,并确保压裂液具备延迟交联、携砂等性能和耐温耐剪切性能。方法利用反相乳液聚合法合成淀粉微球,通过硅配体和硼羟基修饰淀粉微球表面,制备了一种交联性能优良、伤害性低的微球型硅硼交联剂(KBSM)。结果KBSM交联剂能够实现多活性位点交联,增强交联密度,从而降低羟丙基胍胶(HPG)的用量,具有延迟交联特性。其延迟交联时间在2~6 min内可调。质量分数为0.2%的HPG交联冻胶在120℃、170 s-1剪切120 min后的黏度为80 mPa·s。交联冻胶中砂质量分数(以下简称携砂比)为40%时,陶粒沉降速度为0.1167 cm/min。加入质量分数为0.25%的过硫酸铵破胶剂可使交联冻胶在90℃下、120 min内完全破胶,且残渣质量浓度为214 mg/L。同时,破胶液的岩心损害率为26.55%。结论基于淀粉微球交联剂的低含量羟丙基胍胶压裂液对于降低低渗储层伤害有一定的指导意义。

低浓度胍胶压裂液有机硼交联剂BOA的合成及其性能评价

针对胍胶压裂液体系胍胶使用浓度偏高、破胶后残渣含量较高的问题,开展低浓度胍胶压裂液体系有机硼交联剂的合成和性能评价研究。以硼酸、正丁醇、乙二醇及二乙烯三胺为原料合成有机硼交联剂并对其反应物加量进行优化,确定出有机硼交联剂BOA合成中反应物的优选质量分数分别为二乙烯三胺34.5%、硼酸14.3%、乙二醇38.7%和正丁醇6.9%。对交联剂进行性能评价,结果表明:有机硼交联剂BOA与0.2%胍胶交联形成的胍胶压裂液的黏度可达84 mPa·s;有机硼交联剂BOA与0.2%胍胶交联形成的胍胶压裂液具有良好的抗温抗剪切性,在100 s^(-1)下逐渐升温至90℃、剪切60 min时及在60℃、100 s^(-1)下剪切90 min时胍胶压裂液的黏度均维持在90 mPa·s,且具有滤失低(滤失系数为2.0×10^(-4)m/min^(1/2))、携砂性能好(悬砂沉降速度为0.045 mm/s)、破胶速度快(在90 min内可完全破胶)、破胶液黏度<5 mPa·s、残渣含量较低(151 mg/L)的优势,可满足压裂液现场施工要求。

胍胶压裂液有机硼交联剂JSA-1的合成与性能评价

以硼酸、正丁醇、乙二醇、二乙烯三胺为反应原料,采用一锅法合成了有机硼交联剂(JSA-1)。考察了胍胶质量分数(即含量,以胍胶占胍胶基液总质量计)、JSA-1用量(即添加量,以胍胶基液质量为基准,下同)、pH对JSA-1交联性能的影响。结果表明,胍胶质量分数越大(0.09%~0.4%),胍胶压裂液的交联状态越好、交联时间越短、表观黏度越高、耐温能力越强;JSA-1用量越大(0.04%~0.4%),胍胶压裂液的交联状态越好、交联时间越短、耐温能力越强;pH(pH=4~14)越高,胍胶压裂液的交联时间越长、耐温能力越强。JSA-1对pH和胍胶质量分数的适用范围较广,在低温配方中,可以使低质量分数的胍胶实现有效交联,胍胶质量分数为0.13%的胍胶基液与JSA-1交联后,在常温、100 s^(–1)剪切下表观黏度可达到50 mPa·s;在高温配方中,胍胶质量分数为0.4%的胍胶基液与JSA-1交联后制备的压裂液具备较好的耐温耐剪切能力,在120℃、100 s^(–1)剪切条件下表观黏度可以稳定保持在300 mPa·s左右。

基于共混和层层自组装方法协同交联剂对琼胶/海藻酸钠复合膜性能的影响

以琼胶和海藻酸钠为成膜基质,通过共混和层层自组装两种方法制备了琼胶/海藻酸钠共混膜和双层膜,并引入交联剂柠檬酸和阿魏酸,通过测定复合膜的机械强度、耐水性、热稳定性、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FT-IR)和微观结构等指标,探究了不同制膜方式结合交联剂对复合膜性能的影响。结果表明,与共混膜相比,双层膜表现出更优异的机械性能和耐水性,添加交联剂后,膜的水蒸气透过率(P<0.05)显著降低,拉伸强度、热稳定性和不透明度提高。其中柠檬酸交联的双层膜综合性能最佳,即拉伸强度51.57 MPa,断裂伸长率26.02%,水溶性24.42%,溶胀率101.67%。FT-IR分析表明柠檬酸通过与琼胶和海藻酸钠发生酯化反应形成CO进行共价交联,而阿魏酸通过与成膜基质形成氢键进行非共价交联。扫描电镜分析表明琼胶和海藻酸钠的相容性良好,各膜表面均平整、光滑,而添加交联剂后,膜截面褶皱减少,膜结构更加紧密。由此表明,层层自组装技术和交联剂的结合使用可以制备出综合性能更好的复合膜。

交联剂改善羧基化石墨烯量子点荧光性能

1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)作为一种水溶性交联剂,目前广泛应用于纳米材料研究中。然而,其对石墨烯量子点(GQDs)的光学性质影响很少被关注。本工作以羧基化石墨烯量子点(CGQDs)为对象,研究EDC交联剂对C-GQDs光学性质的影响,改善了C-GQDs的荧光强度。实验中采用一步水相法得到C-GQDs与EDC复合物(C-GQDs/EDC)。实验结果表明,与EDC反应后,C-GQDs荧光显著增强约23倍。此外,也验证了溶液浓度、光辐照和反应时间等因素对荧光的影响。分析表明,C-GQDs的发光是本征态、表面态和缺陷态能级跃迁的多过程作用结果,而原C-GQDs中丰富的缺陷能级导致了发光性能的减弱。机理分析认为,EDC与羧基间发生的活化反应起到了表面缺陷钝化作用,提高了C-GQDs的表面态激子复合效率。该工作有效改善了C-GQDs发光强度低的问题,扩展了其在发光领域的应用前景,并为GQDs光学性质调控提供了参考方案。

低初黏凝胶体系中多元酸铬交联剂的合成

为改善聚合物驱油后低效无效循环严重的问题,通过正交实验,以乳酸、醋酸、顺丁烯二酸为三氯化铬的多元络合剂,乙二醇及抗坏血酸钠为原料,合成并筛选出初始黏度低、成胶时间可控的多元酸铬交联剂。实验结果表明:多元酸铬交联剂最优合成条件为反应时间6 h,合成温度70℃,三元酸与三氯化铬投料质量比2∶1,pH=4~5。在清水中成胶后凝胶体系初始黏度为19.96 mPa·s,延缓时间0~30 d可控,最终成胶黏度在2 800 mPa·s以上。

基于专利数据的合成革交联剂现状及趋势

本文针对合成革交联剂现状和发展趋势,利用智慧芽(PatSnap)专利检索数据库,多维度的多方面地分析合成革交联剂全球专利情况,研究结果从专利视角为行业相关人员掌握合成革交联剂研究与产品开发提供了重要参考。合成革涂层交联剂作为提高合成革性能和适应条件的关键材料,它的使用提高了合成革耐曲折、耐磨、耐刮、耐老化、耐水解、耐寒等诸多性能参数。根据合成革的类型,目前使用的合成革交联剂主要分为两大类:PVC(聚氯乙烯)交联剂、PU(聚氨酯)交联剂。

直接热成像银盐数字医疗胶片成像层交联剂的选择及优化

性能、色调及连续过机是影响直接热成像银盐数字医疗胶片质量的重要因素,而成像层交联剂的种类及用量对上述因素有决定性的影响。本文对直接热成像银盐数字医疗胶片成像层交联剂种类进行了筛选及组合,并对其用量进行了优化,成功得到了性能达标、色调良好、连续过机优良的胶片。

铝钛复合交联剂的合成及酸性交联瓜尔胶研究

以聚合氯化铝、钛酸四丁酯、乳酸、甘油、三乙醇胺、醋酸为原料,合成了大分子尺寸铝钛复合交联剂,制备了酸性瓜尔胶冻胶压裂液,考察了冻胶的耐温耐剪切性能以及粘弹性,表征了冻胶的微观结构,研究了冻胶破胶液的防膨性能和残渣含量。实验结果表明:以聚合氯化铝为原料制备的铝钛复合交联剂具有更大的分子尺寸,该交联剂在交联过程中扩散速率降低,可实现延迟交联,形成的冻胶微观网格尺寸有明显的增大,尺寸大小在44~51μm之间,冻胶具有较好的粘弹性和较强的耐高温耐剪切性能。破胶液在不加防膨剂的情况下防膨率达到65.1%,且残渣量较低,对储层伤害小。

一种含羟基清除功能的脱醇型交联剂在RTV-1硅橡胶中的应用

通过对比试验研究了含羟基清除功能的新型JT-509脱醇型交联剂在改善单组分脱甲醇型RTV-1硅橡胶性能方面的实际效果。结果表明,相较于传统甲基三甲氧基硅烷交联剂,使用JT-509制备的“密封胶2”在储存稳定性、耐老化性及粘结性能上表现更优,尤其在加速老化后仍能保持良好的物理性能和对多种基材的粘结效果。

助交联剂SR517在过氧化物硫化EPDM胶料中的应用研究

探究助交联剂SR517对过氧化物DBPH硫化的三元乙丙橡胶(EPDM)胶料的硫化特性、交联密度、硬度、力学性能、磨耗、压缩永久变形、耐热空气老化性能、低温回缩性能和玻璃化转变温度的影响。结果表明,助交联剂SR517不仅有加快硫化速率的作用,也具有一定的增塑效果,可改善胶料的加工流动性;随着SR517用量的增加,EPDM胶料的最大弹性扭矩、硬度和100%定伸应力趋于增大,拉断伸长率趋于减小,压缩永久变形值明显下降,拉伸强度、撕裂强度和磨耗呈现先增大后减小的趋势;同时,助交联剂SR517提高了EPDM硫化胶的耐热空气老化性能、低温回缩温度和玻璃化转变温度。当SR517用量为5份时,过氧化物DBPH硫化EPDM胶料的综合性能较好。

用于超高温延迟交联的有机锆交联剂的制备及性能

以三乙醇胺和多烯多胺为复配螯合剂,制备了用于超高温油藏压裂作业中延迟交联的有机锆交联剂(简称改进有机锆交联剂),考察了制备条件对交联时间的影响以及改进有机锆交联剂-羧甲基羟丙基瓜胶(CMHPG)-延迟调节剂冻胶系统的耐温耐剪切性能,并对传统的三乙醇胺有机锆交联剂交联形成的冻胶热稳定性不足的原因进行了分析。实验结果表明,制备改进有机锆交联剂的适宜反应条件为130℃,复配螯合剂与正丙醇锆酸酯质量比为5∶2,三乙醇胺与多烯多胺质量比为1∶4;所制备的改进有机锆交联剂与CMHPG形成的冻胶体系具有低交联剂用量和低增稠剂用量特性,在CMHPG用量0.36%(w)、改进有机锆交联剂用量0.2%(φ)的条件下,交联时间为235 s,且可通过延迟调节剂调整交联时间。在剪切速率170 s^(-1)、温度180℃下,经过120 min剪切,冻胶黏度保持在90 mPa·s以上,表明该改进有机锆交联剂适用于超高温地层压裂作业。

醇胺改性有机硼交联剂研制及适用性评价

以硼砂、多元醇、多元醇胺为原料,合成了醇胺改性有机硼交联剂,采用单因素法考察了各合成因素对耐温性能和交联时间的影响。确定了最佳合成条件为:20%硼砂+5%多元醇+10%多元醇胺,70℃反应2 h。研发的有机硼交联剂配制的海水基压裂液具有良好的流变性和破胶性,交联时间60~120 s可调,在120℃、170 s^(-1)下剪切120 min后黏度能保持在70 mPa·s以上,破胶液黏度低于3 mPa·s,具有较好的应用性能。

交联剂和抗氧剂对低密度聚乙烯绝缘料熔体黏弹特性的影响

高压电缆用低密度聚乙烯(low-density polyethylene,LDPE)绝缘料熔体的黏弹特性决定了其挤出加工成型水平,研究交联剂和抗氧剂对其未交联时黏弹特性的影响规律与机制对于提升绝缘质量具有重要意义。该文以LDPE为基料,分别混制含过氧化二异丙苯(dicumyl peroxide,DCP)和3种不同抗氧剂的电缆绝缘料,使用旋转流变仪获得DCP和抗氧剂对自制绝缘料未交联时黏弹特性的影响规律,并从原子水平分析其微观影响机制。结果表明,添加少量的抗氧剂会对绝缘料黏弹特性产生显著的影响,且随着添加含量的增加,其复数黏度和动态模量均逐渐下降。由DCP和抗氧剂分子化学构成和拓扑结构的差异引起其对绝缘料黏弹特性的影响程度不同,即添加剂分子有效极性基团数量越多、分子尺寸越小、形状越趋向线型扁圆,对绝缘料黏弹特性的影响程度越大。该研究为深入理解交联剂和抗氧剂对高压电缆用LDPE绝缘料未交联时熔体黏弹特性的影响机制提供了理论参考。

含活性环氧基团的封闭型水性聚异氰酸酯交联剂的制备及性能

以乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)与N-甲基乙醇胺(MEA)为原料合成环氧中间体,随后以此中间体与HDI三聚体(HT-100)反应制备聚氨酯预聚体,再以聚乙二醇(PEG-1000)和聚乙二醇单甲醚(MPEG-1200)对此预聚体进行扩链和亲水改性,最后以甲乙酮肟(MEKO)封闭体系内剩余的NCO基团,制备了含活性环氧基团的水性封闭型聚异氰酸酯交联剂。通过傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱证明交联剂被成功合成。以热重分析法研究确定了交联剂的最优解封温度为118℃。当MPEG与亲水改性剂中所含羟基的摩尔比为0.9时,固化涂层的铅笔硬度可达到4H、耐丙酮擦拭达31次,且涂层与基材之间的附着力能够达到0.56 MPa。

含活性环氧基团的芳香族水性聚异氰酸酯交联剂的制备及性能

以间苯二酚二缩水甘油醚(RDGE)与N-甲基乙醇胺(MEA)为原料合成含双羟基的活性环氧中间体,然后与多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)反应制备聚氨酯预聚体,再以聚乙二醇单甲醚(MPEG-1000)对其进行亲水改性,最后以甲乙酮肟封闭剩余的—NCO基团,制备了含活性环氧基团的芳香族水性聚异氰酸酯交联剂。以傅立叶红外变换光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)表征交联剂的结构,以热重分析法测试交联剂的热性能,同时研究了交联剂应用后固化涂层的热稳定性和机械性能。结果表明:活性环氧基团的引入可以显著提高涂层的耐热性和耐溶剂性能。同时,在保证亲水基团占比不变的前提下,当PAPI中所含NCO基团与环氧中间体中羟基的物质的量比为4.0时,交联剂的性能达到最佳。所制交联剂在高温金属烤漆等领域有着良好的应用前景。

不同交联剂对琼胶/海藻酸钠复合膜性能的影响

琼胶和海藻酸钠是从海藻中提取的亲水性胶体,具有良好的成膜性和生物降解性。为提高琼胶/海藻酸钠复合膜的应用性能,以琼胶、海藻酸钠为成膜基料,甘油为增塑剂,阿魏酸、单宁酸、柠檬酸和丁二酸为交联剂,采用溶液浇筑法制备了琼胶/海藻酸钠复合膜,通过测定复合膜的机械性能、耐水性、阻湿性、不透明度、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和微观结构,研究了4种交联剂对复合膜性能的影响。结果表明,4种交联剂均显著提高了复合膜的拉伸强度、耐水性和阻湿性(P<0.05),但显著降低了膜的透明度(P<0.05),且当阿魏酸和单宁酸添加量为5%、柠檬酸和丁二酸为10%时,交联剂对复合膜的改善作用最好。4种交联剂中,柠檬酸交联膜的性能最好,当添加量为10%时,其拉伸强度为46.98 MPa,断裂伸长率为17.87%,水溶性为24.17%,溶胀率为38%,水蒸气透过率为0.51 g·mm·(m^(2)·h·kPa)^(−1)。FTIR分析显示,柠檬酸和丁二酸通过与琼胶和海藻酸钠分子中的羟基(−OH)发生酯化反应,改善复合膜的性能,阿魏酸和单宁酸通过与琼胶和海藻酸钠形成分子间氢键实现交联。扫描电镜分析结果表明,琼胶和海藻酸钠的相容性良好,交联剂可使复合膜截面更加致密、光滑。因此,适量添加4种交联剂可不同程度地改善琼胶/海藻酸钠复合膜的理化性能,为包装薄膜的制备及应用提供科学参考。

水驱油藏聚乙烯亚胺交联聚合物凝胶体系研究进展

聚乙烯亚胺(PEI)是一种低毒性环保材料,它与聚合物交联的凝胶体系具有适用温度范围广、成胶时间可控、成胶后强度大、高温稳定时间长、几乎不受储层岩石矿物影响等优点。本文回顾了以PEI作为交联剂的各类凝胶体系的研究动态,阐明了PEI与各类聚合物的交联反应机理及其凝胶体系特点,分析了各类因素对凝胶性能的影响,并列举了改善凝胶性能的方法和成功的矿场应用实例,重点分析了提高凝胶体系交联活性的方法研究。最后,提出聚丙烯酰胺(PAM)/PEI凝胶体系作为环保型调驱体系在中低温油藏深部调控方面具有非常大的应用前景,应继续深入研究提高PAM/PEI凝胶体系交联效率的方法及其作用机理,以降低聚合物与交联剂用量,为这一体系的推广应用提供理论依据与实验基础。

用于自组装三维石墨烯的交联剂的研究进展

三维石墨烯不仅保持了二维石墨烯的优良特性,还具有密度低、孔隙率高、比表面积大等优点。但是随着石墨烯基复合材料的不断开发,迫切需要在三维石墨烯结构的基础上注入新型的功能成分,以实现不同领域的应用。交联剂的使用使宏观的三维石墨烯具有特殊的结构和优异的性能,以及多样化的应用前景。从交联机理、交联剂的种类以及交联剂对三维石墨烯性能的影响这三个主要方面综述了用于制备三维石墨烯复合材料的交联剂的研究进展。最后,总结了交联剂所面临的问题并对交联剂的未来发展方向进行了展望,期望能为研究人员探索新型交联剂提供参考作用。

交联剂对印迹材料选择性吸附镓性能的影响机理

为了考察交联剂对印迹材料吸附镓性能的影响规律及机理,本文以二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,采用原位离子印迹法考察不同交联剂用量对印迹材料(IIPs)和非印迹材料(NIPs)吸附镓性能的影响规律及机理。结果表明:交联剂用量对合成的IIPs和NIPs的结构和吸附性能具有不同的影响规律。随着交联剂用量的增加,NIPs材料的比表面积增大,但当柿单宁逐渐由暴露转化为嵌入状态时,交联剂对镓的吸附容量及吸附选择性降低。模板效应是提高IIPs对镓的吸附性能及选择性的主要因素,且模板效应随着交联剂用量的增加,呈现出先增加后降低的趋势。在交联剂柿子皮粉末用量为0.351 mg/g时,形成的薄而均匀的印迹层使得IIP-1对镓的吸附容量(Q_(e)=91 mg/g)和吸附选择性(选择性系数α=38.5)最好,有望实现混合金属溶液中镓的高效选择性富集。