自交联核壳丙烯酸乳液的构建及对水性油墨的影响

以丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯为单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为交联单体,采用两步乳液聚合法制备了自交联核壳丙烯酸乳液,以其为连接料制备了水性油墨。考察了核壳特性影响油墨耐水性和附着力的因素。利用TEM、FTIR、TG、DSC、光学接触角测量仪、万能试验机对自交联核壳丙烯酸乳液及其胶膜进行了表征,考察了壳层单体中GMA质量分数对乳液粒径、稳定性和油墨附着力、耐水性的影响。结果表明,核层中AA与壳层中AA的质量比(核壳AA比)对油墨附着力影响显著,核层中MMA与BA的质量比与壳层中MMA与BA的质量比之比(核壳软硬比)对油墨耐水性影响显著。自交联核壳丙烯酸乳液最佳配方为:核层混合单体与壳层混合单体的质量比(核壳质量比)2.00∶3.00、核壳软硬比3.00∶0.75、核壳AA比0.50∶2.50、内交联单体EGDMA用量0.75 g。当壳层单体中GMA质量分数为1.5%时,自交联核壳丙烯酸乳液平均粒径为112.2 nm,多分散性指数为0.108,胶膜最大热分解速率在409℃,核层与壳层的玻璃化转变温度分别为28.5和51.7℃,乳液分散稳定性最佳,胶膜吸水率为34.55%,油墨附着力为99%,耐水性达50次。

有机硅偶联剂在水性丙烯酸酯密封胶中的粘接应用研究

以丙烯酸酯乳液为基础聚合物,以有机硅偶联剂为增粘剂制备了水性丙烯酸酯密封胶,并对其粘接和耐老化性能进行了测试。结果表明:复合硅烷偶联剂(WETLINK78和PN-630)比普通硅烷偶联剂(KH550、KH560、KH570)使得水性丙烯酸密封胶具有对玻璃、铝材、不锈钢更高的粘接强度,分别达到1.58、1.25、1.38 MPa,其粘接破坏均为内聚破坏。复合硅烷偶联剂也使得水性丙烯酸密封胶具有更加优异的储存稳定性,在老化实验中硅羟基不易水解和缩聚,经热老化后依然具有良好的粘接性能。

矿用丙烯酸盐灌浆材料的制备与性能研究

煤矿顶板渗漏水治理是采煤过程中难以绕开的难题,化学灌浆是解决这一问题的有效手段。采用合成的丙烯酸镁溶液与交联剂、引发剂、促进剂等为原料制备丙烯酸盐灌浆材料。研究丙烯酸镁浓度、交联剂的种类和用量、引发剂用量对丙烯酸盐灌浆材料凝胶体性能的影响。结果表明:交联剂的种类和用量对凝胶体的性能起决定性作用,与常规的二乙二醇二丙烯酸酯交联剂制备的丙烯酸盐灌浆材料相比,采用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯交联剂制备的丙烯酸盐灌浆材料具有更优的综合性能,其固砂体抗压强度大于200 kPa,遇水膨胀率超50%,断裂伸长率高于1000%。该高弹丙烯酸盐灌浆材料兼具优异的可灌性、抗渗性能、抗挤出性能以及与岩样的黏结性能,可用于煤矿顶板渗漏水治理。

多重自交联水性丙烯酸树脂分散体的制备及性能研究

通过不饱和脂肪酸和N-(甲氧基甲基)丙烯酰胺(NMMA)与环氧树脂(EP-20)反应得到环氧酯,再将环氧酯与乙烯基类单体采用溶液聚合的方式共聚,制备出多重自交联水性丙烯酸树脂分散体。系统研究了环氧酯和甲基丙烯酸的含量,交联单体NMMA、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)、β-明胶蛋白质、不饱和脂肪酸及制备工艺对树脂涂膜综合性能的影响。结果表明:多重自交联水性丙烯酸涂料具备优异的综合性能,表干时间为28 min,耐水性达14 d,硬度和附着力分别为3H和0级,还表现出良好的耐溶剂性。

地下聚合交联成胶的耐酸耐高温凝胶堵剂

研制了用于注蒸汽油藏堵水酸化联合作业的两种地下聚合、交联、成胶的凝胶类堵剂。筛选出的最佳配方如下。①丙烯酰胺体系AM 1:5 0%AM+0 035%引发剂PP+0 02%苯酚+1 0%甲醛液+0 05%稳定剂SS;②疏水缔合共聚体系AM 2:AM 1+1 0%AA+0 06%阳离子疏水缔合单体NA。250℃下的成胶时间,AM 1约为12小时,AM 2约为25小时,可通过配方调整在4～38小时范围改变。生成的凝胶按Sydansk提出的目测相对强度等级为J级,即高刚性凝胶,可抗高温,在250℃至少15天内不变化。表面浸泡在土酸液中的凝胶在250℃下可稳定存在9～10天(15%HCl+5%HF)或16～17天(5%HCl+1%HF)。AM 1的耐温耐酸性好于AM 2;AM 2的耐高温性好于AM 1。在人造岩心中AM 2凝胶堵塞物的突破压力为85 3MPa/m。两种堵剂还可用于封堵蒸汽窜流及高温油藏堵水调剖。图1表1参4。

含双丙酮丙烯酰胺(DAAM)的水性乳液的制备与性能研究

通过预乳化乳液聚合工艺,合成了含官能团单体双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺(NMA)的自交联丙烯酸酯乳液。实验结果表明,DAAM用量的增加对乳液涂膜的硬度有影响,而涂膜的耐水性随NMA用量增加有显著提高,在DAAM用量为单体含量的2％,NMA用量为单体含量的4％时,涂膜的铅笔划痕硬度达2H,耐水性达96h以上。

滤清器滤纸浸渍用苯丙乳液耐水性的研究

采用乳液聚合方法制备出以苯乙烯、丙烯酸丁酯 (BA)为主体 ,加入其他功能性单体共聚的苯丙乳液。探讨了共聚单体组成、乳化剂以及交联剂对乳液成膜和经乳液浸渍滤纸的耐水性和物理机械性能的影响。结果表明 ,加入疏水性的共聚单体或乳化剂均可以有效地提高乳液成膜和经乳液浸渍滤纸的耐水性、强度和挺度。此外 ,交联剂浓度的增加也可以使胶乳成膜后的耐水性及经乳液浸渍滤纸的耐水性、强度及挺度有所提高。

交联型有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯乳液的合成及其性能

为开发出一种力学性能优良、耐水性较佳的聚氨酯,以聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丁酸和甲基丙烯酸羟乙酯合成双键封端的水性聚氨酯,再与丙烯酸单体、乙烯基三异丙氧基硅烷(A173)、端乙烯基聚二甲基硅氧烷(Vi-PDMS)进行乳液聚合,得到交联型有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯乳液。采用红外光谱、吸水率和力学性能测试等进行表征。结果表明:以A173或Vi-PDMS对PUA进行改性,胶膜断裂强度及吸水性能均得到明显改善;A173可显著提高断裂强度,但其断裂伸长率下降剧烈,耐水性能提高有限;Vi-PDMS可显著提高耐水性,但过量会降低其力学性能。以丙烯酸单体的质量为基准,当采用A173、Vi-PDMS分别为2.5%、3%进行复合改性,胶膜断裂强度和断裂伸长率分别可达1.65 MPa、242%,吸水率降至8.32%。

可再分散乳胶粉用NMA-苯丙乳液的合成及性能

采用半连续种子乳液聚合,以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)为主要原料,DSB为乳化剂,KPS为引发剂,通过引入功能性单体甲基丙烯酸(MAA)和交联性单体N-羟甲基丙烯酰胺(NMA),合成了低温成膜性好、干燥再分散性优异的苯丙乳液,并采用喷雾干燥工艺制得水分散性聚合物乳胶粉。研究了乳化剂补加量、NMA添加对乳液性能的影响,并探讨其作用机理。研究表明:当补加乳化剂量为单体总量的0.33%,NMA用量为单体总量的1%时,可制得综合性能良好苯丙乳液和再分散良好的乳胶粉。以制成的可再分散苯丙乳胶粉配制干粉乳胶涂料,漆膜断面的SEM图表明,再分散乳胶粉对颜填料起到很好的黏接作用,形成结构致密的乳胶漆膜。

硅烷偶联剂改性水性油墨用丙烯酸乳液

将含有双键的硅烷偶联剂A-174与丙烯酸酯单体共聚,合成了一种可应用于塑料薄膜基材上的水性油墨用丙烯酸乳液。该乳液在成膜的过程中,可通过硅羟基迅速交联,从而提高涂膜的耐水等一系列性能。研究了合成方式、硅烷偶联剂的用量及加入方式、乳化剂的用量、引发体系等因素对乳液性能的影响,并应用透射电镜等分析手段,研究了聚合物的微观结构及形态。结果表明,A-174硅烷偶联剂的使用,能够提高聚合物的耐水性,并大大提高其配制的水性油墨的耐洗刷性。

微交联丙烯酸酯纳米乳液的制备及应用

用半连续种子乳液聚合工艺,合成了微交联丙烯酸酯纳米乳液。讨论了乳化剂、官能性单体、聚合温度及交联改性剂等因素对丙烯酸类聚合物乳液性能的影响。研究结果表明,用本工艺当乳化剂质量分数为2%,N 羟甲基丙烯酰胺质量分数低于0 4%,聚合温度为75～85℃时,可得到平均粒径为49 6nm,多分散性指数为0 149的单峰宽分布丙烯酸酯共聚乳液,将其用于皮革的填充,可显著改善皮革的柔软性、弹性以及革面的手感。

聚丙烯酸钠高吸水性树脂的制备及性能研究

以环己烷为连续相 ,Span - 6 0为悬浮稳定剂 ,过硫酸钾为引发剂 ,N ,N′ 亚甲基双丙烯酰胺为交联剂 ,对反相悬浮聚合制备聚丙烯酸钠高吸水性树脂进行了研究。结果表明 ,影响合成树脂吸水率最主要的因素是交联剂质量分数 ,当交联剂质量分数为 0 .0 15 %时合成树脂的吸水率出现极大值 ,而且当反应温度控制在 6 5℃、引发剂质量分数为 0 .18%时所得树脂的吸水率可达 5 0 0g/g。对合成树脂吸水、保水性能的进一步测试发现 ,树脂在吸水的初始阶段吸水速率较快 ,随着吸水时间的延长逐步下降 ,当树脂吸水饱和后水分损失则很慢 ,在 84℃下 2 .5h仅损失 17%。

水性环氧树脂改性丙烯酸共聚物的耐水性和力学性能

以水性环氧树脂改性的丙烯酸为高反应活性大单体交联剂,以聚乙烯醇为分散剂,以丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺为主要原料,合成了水性环氧树脂改性丙烯酸共聚物(简称改性共聚物)乳液。用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、动态光散射仪、透射电子显微镜和原子力显微镜等手段对改性共聚物的结构、组成及性质进行了表征;研究了改性共聚物乳液的粒子形态、粒径及其分布、表观黏度及其涂膜的微观形貌、耐水性和力学性能。实验结果表明,改性共聚物乳液的平均粒径为160nm,粒径集中分布在150～200nm之间;由于水性环氧树脂的加入,改性共聚物乳液在成膜过程中形成三维交联结构,产生了不可逆的共价交联,可显著提高涂膜的拉伸强度和耐水性。

马来酸酐化聚丁二烯改性丙烯酸酯乳液压敏胶的合成及表征

以马来酸酐化聚丁二烯(MLPB)作为交联改性助剂,通过半连续种子乳液聚合工艺制备了MLPB改性丙烯酸酯乳液压敏胶(PSA)。研究了聚合体系的反应机理、不同用量的MLPB对乳胶膜耐水性能、热稳定性能和粘接性能的影响,并对其结构进行表征。结果表明,当MLPB质量分数为5%时,乳胶膜的粘接性能和耐水性能最佳,此时吸水率为2.86%;红外光谱(FTIR)结果表明,丙烯酸酯乳液在改性过程当中发生了共聚交联反应;接触角测量仪(CA)显示,当MLPB的质量分数为5%时,乳胶膜的水接触角达到最大值,为108°;差示扫描量热分析法(DSC)结果论证,改性后聚合物体系相容性好,且乳胶膜的Tg随着MLPB质量分数的增加逐渐升高;热重分析(TGA)结果表明,MLPB改性后的乳胶膜具备较高的热稳定性。

氟硅防污剂的合成、复配及其作用机理研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(G-04)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为主要原料,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,石油醚作溶剂,合成了一种反应性氟硅聚合物(FMS),并与甲基硅树脂(TM-10)、聚硅氧烷(DH-40)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)复配制得抛光砖防污剂(FMS-SR)。用FTIR对FMS的结构进行了表征,研究了FMS防污作用机理。结果表明,当m(TM-10)/m(DH-40)=1.8时,FMS-SR石油醚溶液中FMS的最佳质量分数为3.4%,防污性能最佳;经FMS-SR处理后,抛光砖防污性能和耐磨性能分别达到5级和4级,水和液体石蜡在抛光砖表面的接触角分别达到109.5°和97°。

丙烯酸钠－丙烯酰胺交联共聚树脂堵水剂的研制

以丙烯酸钠和丙烯酰胺单体为原料，在交联剂、氧化还原引发体系存在下，用水溶液聚合法制备了高吸水性树脂（定名为ＡＡＷＲ）。对ＡＡＷＲ的吸水性能测试表明，交联剂种类及加量对吸水率影响较大；在蒸馏水中吸水率最高，在盐和碱溶液中吸水率均有所下降，在酸性溶液和煤油中不吸水膨胀且伴有体积收缩现象。将ＡＡＷＲ作为堵水剂，配成０．１％～０．２％的悬浮液，在人造岩心上进行堵水试验，对于渗透率为１０μｍ２以下的人造岩心，堵水率高达９９％以上，堵油率仅为１０％左右，且耐冲刷能力较强。

自交联反应性丙烯酸酯类微凝胶乳液及其涂膜的性能

采用半连续种子乳液聚合法,以三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)为交联剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,合成了具有球形结构的自交联反应性丙烯酸酯类微凝胶乳液,并对其结构、性能以及涂膜的性能进行了研究。结果表明,合成的产物是带有悬吊双键及环氧基团的球形自交联反应性丙烯酸酯类微凝胶乳液,其粒径在40～50 nm,呈假塑性;当TMPTMA的质量分数为3%～6%、MAA的质量分数为3.00%～5.00%时,热处理后涂膜的耐水性和力学性能最佳。

耐温抗盐有机微凝胶体系影响因素研究

通过测定成胶溶液在75～105℃、0-180天老化过程中黏度（30℃，7．61／s）的变化，考察了一种多元羟基化合物（质量分数15％）交联的聚合物微凝胶的成胶性能。用清水配制4．0g／L的聚合物母液，用矿化度8．73g／L、pH：9．1的陈化双河油田污水稀释至设定浓度，加入交联剂溶液，控制含氧量0．1mg／L，得到实验成胶溶液。分子量1789×100、水解度24％的耶AM的最低成胶浓度为150mg／L，150-80mg／LHPAM＋50～200mg／L交联剂成胶体系在90℃老化180天后，黏度在41．4-426mPa·S范围。对于400mg／LHPAM／150mg／L交联剂成胶体系（400／150体系），当聚合物水解度相同时，黏度随分子量升高而增大；当分子量相差不大时，黏度随水解度降低（39％～0％）而略有增大；含NaCI量为2．0--30g／L时黏度变化不大，但低于无盐体系，NaCI含量增至100g／L时黏度反而增大；温度由75℃升至105℃时，成胶时闻由10天缩短至0．5天。400／250体系经10cm长岩心剪切后，随流速增大（0～500m／d）成胶时间延长，成胶黏度减小。该有机微凝胶可耐温105℃，耐矿化度100g／L。图3表5参7。

水性醇酸树脂的合成及其耐水性的研究

以甘油、亚麻油酸、三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸酐,间苯二甲酸及偏苯三酸酐等为原料合成了水性醇酸树脂,通过涂膜性能测试研究了反应温度、反应时间及偏苯三酸酐用量对水性醇酸树脂性能的影响。对比研究了氮丙啶型、硅氧烷型及多碳二亚胺型3种室温固化交联剂对水性醇酸树脂涂膜性能的影响。结果表明:水性化阶段偏苯三酸酐用量为10%,反应时间为1.5 h,反应温度为170℃时树脂性能较优。耐水性研究表明:加入硅氧烷型交联剂A后涂膜的耐水性最优,吸水率最低,当用量为6%时,清漆涂膜的硬度、光泽、附着力、耐水性、耐溶剂性均达到预期效果。加入辛酸亚锡后,涂膜在低温高湿环境下,干燥性及耐水性均得到明显改善。

高温低渗裂缝油藏用调剖剂及其应用

针对新疆宝浪油田砂岩油藏高温（90～110℃）、低孔（1．37％～17．4％）、低渗（O．020-0．266μm^2）及裂缝发育的特点，研制了由0．6％～O．8％AM／AN共聚物PMN，0．3％～0．6％两种有机和一种无机物复合交联剂及0.1％～0．2％酸度调节／交联剂柠檬酸组成的水基凝胶调剖剂。该剂成胶时间4～60小时可调，储能模量≥10Pa，决定于各组分用量和成胶温度。0.5％PMN＋0．54％交联剂＋0.1％柠檬酸配方调剖剂在105℃放置12个月后，储能模量下降小于32％；在孔隙度31％-45％、渗透率2．6-5．5μm^2的岩心砂填充管中于90-95℃充分成胶后，封堵率〉90％。2003年宝浪油田两口注水井用该剂调剖后，注水压力上升2～3MPa，吸水剖面改善，有4口对应油井大幅度增油。图11表3参4。