三元乙丙橡胶与C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体的相容性研究

C_(5)F_(10)O气体具有优异的绝缘和环保特性,在中低压电气设备中作为绝缘介质使用具有很好的应用前景,但C_(5)F_(10O)与气体绝缘设备中常用的三元乙丙橡胶密封材料的相容性在其工程应用前仍待研究。为此通过搭建橡胶相容性试验平台,使用热加速老化的方法研究了C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体与三元乙丙橡胶的相容性,并测试了试验后气体成分的变化、三元乙丙橡胶的机械特性、表面形貌和元素变化。研究发现,在热老化条件下三元乙丙橡胶会与C_(5)F_(10)O和C_(3)F_(6)反应,使C_(5)F_(10)O气体分解产生的C_(3)F_(6)减少,但同时会使C_(5)F_(10)O气体分解产生的C_(3)F_(6)O和C_(3)HF_(7)增多;老化试验结束后三元乙丙橡胶表面覆盖了一层油性物质,老化试验会使三元乙丙橡胶脆化降低其机械性能,表面会析出大量晶体颗粒;C_(5)F_(10O)气体腐蚀三元乙丙橡胶后,会加速三元乙丙橡胶的老化造成其使用寿命缩短。相关试验结果将会对C_(5)F_(10)O气体绝缘设备的设计和制造过程提供参考。

C_(4)F_(7)N/CO_(2)及其分解气体与橡胶密封材料的相容性实验

针对C_(4)F_(7)N/CO_(2)环保气体绝缘设备用橡胶密封材料与气体相容性问题,对4种常用橡胶材料的相容性进行了实验检测和性能分析。选用三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)和氟橡胶(FKM),以氦气为对照组,开展了橡胶试样在C_(4)F_(7)N/CO_(2)、C_(4)F_(7)N/CO_(2)及其分解气体两种氛围下的70℃和100℃的热加速实验;检测得到了CO、CO_(2)、CH_(4)、CS_(2)、COS和C_(3)F_(6)等气体,其中C_(3)F_(6)来源于C_(4)F_(7)N气体,NBR产生的气体含量最高,FKM产生的气体种类少、含量最低;实验后的NBR橡胶表面出现严重喷霜现象,CR和FKM的表面形貌和化学结构几乎未变,4种橡胶的压缩永久变形受气体氛围影响小、受温度影响大,同等尺寸下EPDM的压缩性能最好,CR的压缩性能最差;综合气体和橡胶性能变化,发现NBR与C_(4)F_(7)N/CO_(2)相容性较差,CR的高温弹性力学性能较差,改善EPDM配方和FKM低温性能,可用作C_(4)F_(7)N/CO_(2)环保气体设备的密封材料,为环保型电气设备设计和材料选型提供了依据。

超临界CO_(2)制备丁腈橡胶微孔泡沫

采用超临界CO_(2)作为物理发泡剂和间歇发泡的方法,制备了丁腈橡胶微孔泡沫材料。利用SEM等测试方法对发泡材料进行表征,研究了不同预硫化时间(4、6、8 min)、不同饱和压力(10、15、20 MPa)及不同饱和温度(60、70、80℃)对丁腈橡胶泡孔形态的影响。结果表明,预硫化时间、饱和压力和饱和温度对丁腈橡胶发泡过程均具有显著影响。预硫化时间存在最佳值,太长或太短均不利于制备优良的泡孔;增大饱和压力有利于降低泡孔平均直径,提升泡孔均匀性及泡孔密度;降低饱和温度有利于制备直径更小的泡孔。当预硫化时间为6 min、饱和温度为70℃、发泡压力为15和20 MPa下获得的发泡产品泡孔分布均匀,直径分别为3.84μm和1.994μm,密度分别为5.673×10^(9)、1.807×10^(10)个/cm^(3)。

CO_(2)-H_(2)S与高温环境对完井工具橡胶材料性能影响分析

为寻找在CO_(2)-H_(2)S与高温环境下完井工具用的高性能橡胶材料,此文对AFLAS、FKM、HNBR三种典型橡胶材料进行CO_(2)-H_(2)S腐蚀和高温拉伸试验发现:所用FKM的综合性能略高于AFLAS;HNBR的综合性能和高温力学性能要明显低于AFLAS和FKM.以上结果可为高含CO_(2)-H_(2)S高温高压腐蚀环境下完井井下工具橡胶材料选择提供指导和依据。

硅橡胶复合膜的制备及气体分离性能研究

采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚二甲基硅氧烷-co-二苯基硅氧烷(PDMS-B)2种不同硅橡胶制备成膜,并将其应用于气体分离,探究了2种不同侧基的硅橡胶复合膜对CO_(2)分离性能的影响。结果表明,与具有甲基侧链的PDMS相比,具有苯基侧链的PDMS-B主链间距扩大,降低了空间位阻,同时,庞大的苯基侧基抑制了聚合物主链的协同运动,使得制备的复合膜网络结构较为疏松。制备的PDMS-B复合膜与PDMS复合膜相比CO_(2)渗透通量提高了1倍,CO_(2)/N_(2)选择性提高了69%,为CO_(2)分离提供了有利选择。

低渗透油藏二氧化碳分注工艺及配套测调技术

针对低渗透油藏CO_(2)驱笼统注气存在单层突进,吸气不均,部分储量无法动用等问题,研发了CO_(2)分层注入及配套测试技术。优选耐CO_(2)腐蚀橡胶,封隔器耐温120℃、承压35 MPa,形成了CO_(2)单管多层注气工艺。研制多级绕流气嘴,节流压差大于5 MPa,满足现场多层分注需求。研究实际工况条件下绕流气嘴特性,绘制图版指导现场测调,同时形成配套CO_(2)验封及分层流量测试技术,实现分层调配。该技术能够缓解层间矛盾,延缓气窜,提高薄差储层动用程度。

接枝处理对芳纶纤维/炭黑/丁苯橡胶复合材料性能的影响

文章通过超临界CO_(2)辅助溶液浸渍法,以聚酰胺酸(PAA)和缩水甘油多面体倍半硅氧烷(POSS)改性芳纶纤维,以改性芳纶纤维制备芳纶纤维/炭黑/丁苯橡胶复合材料(AF/CB/SBR=2/50/100),测试改性芳纶纤维对复合材料加工性能的影响,并研究两种表面接枝处理剂对AF/CB/SBR复合材料性能的影响。结果表明:超临界CO_(2)辅助POSS、PAA改性处理后,复合材料的交联密度增加明显,延迟了橡胶的硫化过程,正硫化时间增加。两种改性均能提升改性纤维与橡胶间的界面黏结,超临界CO_(2)辅助POSS改性后复合材料的拉伸强度、100%定伸分别提升10.77%、19.58%,而超临界CO_(2)辅助PAA改性后复合材料的拉伸强度、100%定伸分别提升15.13%、25.77%。相应地,超临界CO_(2)辅助POSS、PAA改性后,改性芳纶纤维与丁苯橡胶界面滑脱能数值分别为5.76、6.94,分别增加17.6%和41.6%,相比较而言,经大分子PAA接枝改性后芳纶纤维对橡胶复合材料综合性能的提升较为有利。