超高矿化度AM/AMPS共聚物压裂液与交联过程流变学

对不同矿化度、不同盐溶液中AM/AMPS压裂液流变性能及其在超高矿化度时的交联凝胶状态与流变学性质以及交联过程进行了研究。结果表明,AM/AMPS压裂液KCl与CaCl_(2)溶液中黏度与弹性模量下降,且CaCl_(2)的影响更显著;而超高矿化度镁盐溶液对压裂液黏度与黏弹性有增强作用。在超高矿化度的不同盐溶液中,AM/AMPS均可以与有机锆交联剂形成能完全挑挂凝胶,应变扫描结果证明,交联后压裂液表现出典型的凝胶特征。AM/AMPS压裂液在高矿化度盐溶液以及水溶液中的30℃恒温小振幅振荡交联过程可用四参数交联流变动力学方程描述,金属盐离子可以提高凝胶强度,且二价盐的提高更为显著。AM/AMPS压裂液升温小振幅振荡交联过程存在缓速交联与快速交联两个阶段,适当升温有利于交联反应。AM/AMPS压裂液在自来水与一价盐溶液中升温大振幅振荡交联过程与升温小振幅振荡交联过程相似;在二价盐溶液中交联过程受剪切影响较大,适当提高剪切,有利于AM/AMPS压裂液在盐溶液中交联。研究获得了超高矿化度AM/AMPS压裂液新体系,有望为AM/AMPS压裂液工程应用提供指导。

基于大振幅振荡剪切(LAOS)的沥青非线性流变行为研究

借助先进的流变测试平台和非线性流变学方法(傅立叶流变学和Lissajous曲线),研究LAOS测试条件(温度、速率)和沥青性质(产地、老化状态)对其非线性流变行为的影响规律。研究结果表明:24℃条件下沥青的三阶相对谐波强度比I_(3)/I_(1)远比36℃和48℃的三阶相对谐波强度比I_(3)/I_(1)大,该指标随测试温度升高明显减小。对比沥青的I_(3)/I_(1)和Lissajous曲线发现,沥青材料的非线性程度随温度降低而显著增大,随速率增大而增大;对比2种针入度分级相同、来源产地不同的基质沥青,发现其I_(3)/I_(1)和Lissajous曲线均未见明显差异,说明沥青的来源产地不会明显影响其非线性流变行为;对比未老化、短期老化和长期老化沥青的I_(3)/I_(1)和Lissajous曲线,发现随老化程度增加,I_(3)/I_(1)明显增大,Lissajous曲线出现扭曲,表明老化会显著增强沥青的非线性程度。

超高压交联聚乙烯电缆绝缘料流变行为研究

选用4种不同等级的超高压交联聚乙烯电缆绝缘料为研究对象，包括1种国产料和3种进口料。采用凝胶渗透色谱（GPC）和旋转流变仪等方法，深入研究4种材料的结构与性能的关系，分析了其长支链（LCB）结构与流变性能的关系。GPC的结果表明，4种样品的重均分子量在65000～75000 g/mol，而分子量分布约为5.0。通过对流变学参数的分析，比如零剪切黏度、低频末端储能模量曲线的斜率和Cole-Cole曲线的偏离程度，发现4种样品的长支链含量由高到低的排序为：进口样C、进口样B、YJ-110、进口样A。结合样品的耐压等级可知，绝缘料长支链的含量会随着耐压等级的增加而增加。

磁流变脂在剪切模式下的流变特性

磁流变脂材料无沉降、密封结构简单、制备容易,因而具有巨大工程应用前景,在剪切模式下的流变特性是磁流变脂缓冲器件设计和应用的基础.采用商业润滑脂为基体,制备了羟基铁粉质量分数分别为30%、50%和70%的磁流变脂.利用稳态剪切测试分析了不同铁粉质量分数的磁流变脂的黏度、剪切应力、屈服应力随剪切速率和磁场变化情况,结果表明:磁流变脂的本构关系可用Bingham模型进行描述,且在一定范围内,羟基铁粉质量分数越高,磁流变脂的黏度和剪切应力可调范围越广.以铁粉质量分数为70%的磁流变脂为例,运用大振幅振荡剪切的方法,确定线性黏弹性区间和非线性黏弹性区间的临界应变幅值为0.02%;计算该型磁流变脂在磁感应强度为0.96T时的屈服应力为24.7 kPa,磁致储能模量为1.17 MPa,相对磁流变效应高达3 814%.

磁流变胶动态流变特性研究

为了解决阻尼器存在的如下的温升效应:在工作过程中由于线圈热-磁耦合效应、材料内摩擦、壁面滑动效应、颗粒之间的相互作用以及颗粒与聚合物链之间的相互作用,从而造成器件内部温升现象,影响其可控性。基于自主研发的磁流变胶,采用大振幅振荡剪切试验方法在不同温度(10℃、30℃、50℃、70℃、90℃),三个激励频率(5 Hz、10 Hz和15 Hz)下,即通过输入0 A、0.5 A、1 A、2 A和4 A五种电流来测试MR gel-70的滞回特性随温度的变化。采用扫描电子显微镜和振动样品磁强计对样品的微观结构和磁性能进行了探究。结果表明,磁流变胶作为磁化诱导材料,其力学性能受温度、电流和频率的影响很大。该研究对以磁流变胶为介质的器件应用于工程中的设计问题具有一定的指导意义。

小麦粉中阿拉伯木聚糖氧化胶凝性质的研究

本文采用小振幅振荡流变测量法对小麦面粉中水可提取阿拉伯木聚糖 (WEAX)的氧化胶凝性质进行了研究。结果表明 ,WEAX的氧化胶凝能力与小麦粉的氧化处理情况、小麦粉的品种有关 ;增加过氧化物酶用量可加快凝胶形成速率 ,H2 O2 则有一最适用量 (30 0～ 1133ppm) ;WEAX浓度增加 ,凝胶结构的弹性增大。不同小麦粉中WEAX的组成和结构分析显示 ,WEAX的分子量对它们的氧化胶凝性质的影响最大。