注水井调剖用网络互穿凝胶的研制

为满足注水井调剖的需要,研制了网络互穿凝胶,考察了钠基膨润土粒径、种类、加量等对成胶时间和成胶强度的影响,得出网络互穿凝胶最佳用量:部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)3g.L-1;有机铬交联剂3g.L-1;325目钠基膨润土10～20g.L-1;在32～90℃时均可成胶,凝胶强度大。在扶余采油厂二个区块的注水井调剖取得了较好的效果。

GMA接枝海藻酸钠光交联协同金属配位互穿网络凝胶的释药性能

用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)对海藻酸钠(Na-Alg)进行接枝改性得到了产物Alg-GMA,利用光引发自由基聚合协同二价阳离子(M^(2+),M代表Ca和Ba)配位交联作用,可调节海藻酸盐水凝胶(M-Alg-GMA)的结构与性能。采用FTIR、1HNMR、XPS、ICP和SEM对其进行了表征,并对其力学性能、溶胀性能、降解性能、体外释放、血液相容性及细胞毒性进行了测试。结果表明,Alg-GMA中出现了与GMA相关的氢信号。在光引发剂Irgacure 2959存在下,Alg-GMA经波长365 nm紫外光照射90 s即可快速形成Na-Alg-GMA水凝胶。Ca^(2+)和Ba^(2+)具有调节海藻酸盐水凝胶结构与性能的作用,这可能与Ca^(2+)的平面四方形构型dsp2轨道杂化方式和Ba^(2+)的正八面体构型d2sp3轨道杂化方式有关。Ca-Alg-GMA和Ba-Alg-GMA均具有肠道靶向释放药物能力,且均具有血液相容性好、细胞毒性低的特点。

互穿网络聚合物凝胶调驱剂研制

以聚乙烯醇(PVA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为原料,利用互穿网络(IPN)技术合成了一种新型互穿网络聚合物凝胶。采用正交设计与方差分析法优化改进了其合成条件。结果表明,主剂PVA、AM、AA的用量是影响IPN凝胶强度、溶胀性能、脱水性能的主要因素;各因子对不同指标的影响程度并不一致,对凝胶的各个性能指标往往不能兼顾;用于油田深部调驱的IPN凝胶的合成条件取决于油藏实际应用环境,可以根据凝胶的实际应用性能指标,采用正交实验设计与方差分析相结合的方法来研制具有最佳使用性能的IPN凝胶。

半互穿网络结构凝胶黏度及其影响因素

渤海油田注水开发过程中低效和无效循环现象十分严重。而颗粒类封堵剂和普通聚合物凝胶强度又难以满足实际需求。半互穿网络结构凝胶由于其初始黏度较低、成胶强度大等优点,近年来已在各大陆地油田取得了较好增油降水效果。为使半互穿网络结构凝胶满足渤海油藏治理窜流技术需求,开展了半互穿网络结构凝胶黏度及其影响因素实验研究。结果表明,半互穿网络结构凝胶可以对储层中特高渗透层实施有效封堵。通过抗稀释性、抗剪切性、耐黏土、耐油性、耐酸性和稳定性等性能评价表明,与渤海油藏流体和温度条件相适应的封堵剂组成（质量分数）为：2%-4%羟丙基淀粉＋2%-4%丙烯酰胺＋0.036%-0.150%交联剂＋0.005%-0.012%引发剂＋0.002%无水硫酸钠。

亲水/疏水半互穿网络凝胶在直流电场作用下的响应

研究了一种亲水 疏水型半互穿网络水凝胶 (PAAc QPVPDgels)对直流电场的刺激应答 .该凝胶中的疏水型N 十二烷基聚 (4 乙烯吡啶 )溴化盐 (QPVPD)高分子链与亲水型聚丙烯酸水凝胶 (PAAc)网络通过物理缠绕复合 .由于疏水力和亲水力的共同作用 ,在接触电场下 ,该凝胶在阳极端发生消溶胀 ,疏水相互作用对消溶胀有一定的影响 ;在非接触电场下 ,该凝胶在弱碱性溶液中迅速向阴极方向弯曲 ,在弱酸性溶液中首先发生消溶胀 。

亲水/疏水半互穿网络凝胶对温度的响应

研究了一种亲水/疏水型半互穿网水凝胶(PAAc/QPVPDgels)对温度的刺激响应.在弱酸性或弱碱性(pH=7.5)溶液中,该凝胶的溶胀比在低温区(<28℃)随温度的升高微微增大,约在28℃出现最大值,然后随温度升高而迅速减小,温度约为32.5℃时溶胀比趋于最低值.这主要是由于聚丙烯酸网络(PAAc)中氢键的解离与疏水改性聚电解质N-正十二烷基聚(4-乙烯吡啶)溴化盐(QPVPD)的疏水相互作用共同引起的.

低温互穿网络凝胶堵剂的研制与性能评价

针对扶余油田低温低渗透裂缝性砂岩油藏的性质,研制了一种适合于该油藏的互穿网络凝胶体系。确定了互穿网络凝胶的最佳配方:互穿网络聚合物IPN浓度2 000 mg/L,交联剂A用量(体积分数,下同)1.00%,交联剂B用量1.00%,粉煤灰用量6.00%。此凝胶在30℃下成胶时间短,老化45 d后成胶强度为G级。岩心封堵实验表明,岩心封堵率最高可达99%以上,突破压力梯度在7.55 MPa/m以上。该凝胶堵剂具有选择性封堵性能,封堵水层、不封堵油层,其吸水剖面改善率分别达99.41%和96.60%。

含瓜尔树胶的半互穿网络凝胶的制备及性能

以水为介质,在室温下合成了聚甲基丙烯酸-瓜尔树胶半互穿网络凝胶。凝胶表现出良好的pH敏感性,在酸性条件下凝胶网络上羧基间致密的氢键复合结构使其表现出最小程度的溶胀,而在pH 7.4时羧基离子化导致的静电排斥作用使其表现出最大程度的溶胀。凝胶体外降解表明其降解率(R%)依赖于凝胶的交联密度和瓜尔树胶含量.

冷冻交联制备ZM-CSt-PVA复合凝胶及吸附Cu2+性能

以两性离子单体二甲氨基丙基丙烯酰胺-1-羧酸(ZM)、木薯淀粉(CSt)和聚乙烯醇(PVA)为主要原料,采用“一锅法”,通过冷冻交联制备ZM接枝共聚CSt-PVA互穿网络复合凝胶(ZPG2)。使用FTIR、TGA、POM、SEM-EDS对ZPG2进行了表征,评价了ZPG2对Cu2+的静态吸附效果。结果表明:300℃以下,ZPG2的热稳定性良好;ZM的存在可产生反聚电解质效应和化学配位效应,显著提高凝胶吸附能力;在吸附温度25℃、ZPG20.1 g、Cu2+质量浓度2×103 mg/L、溶液体积100 mL时,饱和吸附量为199 mg/g;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。

硅改性酚醛/碳纤维复合材料的制备及烧蚀性能

针对酚醛树脂(RF)耐热性不足、抗烧蚀性能差,且SiO_(2)粒子与酚醛树脂相容性的问题,采用共凝胶法制备纳米级的SiO_(2)/RF杂化气凝胶,通过构建凝胶网络互穿结构,增加两相相容性,探究SiO_(2)/RF杂化气凝胶的微观结构、化学结构和热物理性能。制备得到硅改性酚醛/碳纤维复合材料,并对改性前后复合材料的烧蚀性能进行比较。结果表明,不同硅含量的杂化气凝胶具有凝胶骨架和孔隙双连续的结构特性,密度分别在0.145~0.160 g/cm^(3)之间。随着硅含量提高,杂化气凝胶残留率增加,Si—O键吸收振动峰更明显,但XRD无衍射峰。综合考虑孔径分布及热物理性能,选取性能最优的杂化气凝胶制备硅改性酚醛/碳纤维复合材料,改性后复合材料的质量烧蚀率为0.046 g/s,线烧蚀率为0.074 mm/s。与未改性的复合材料相比,质量烧蚀率降低了20.7%,线烧蚀率降低了21.3%,改性后材料的抗氧化性和烧蚀后的残留率得到明显提升。