硼酸锌/三氧化二锑/可膨胀石墨协同体系阻燃氯丁橡胶及作用机理

为了提高氯丁橡胶(CR)的阻燃及抑烟性能,以硼酸锌(ZnB)、三氧化二锑(Sb_(2)O_(3))和膨胀石墨(EG)为复合阻燃体系,制备了阻燃CR复合材料。通过极限氧指数测定仪、垂直燃烧测定仪、热失重分析、锥形量热测试仪等进行性能表征。结果表明,当引入17 phr ZnB、3 phr Sb_(2)O_(3)与7 phr EG到阻燃CR体系,CR/ZnB/Sb_(2)O_(3)-7EG氧指数可达到39.7%,并通过UL94 V0级,热释放峰值及总热释放量降低了约84.0%和44.3%,CO和CO_(2)产量也分别降低了52.0%和80.3%,明显抑制毒性气体的释放。此外,对残炭和气相产物的分析表明,该复合体系以气-固相机理为主,在CR复合材料中表现出良好的协同阻燃效应。

氢氧化铝/无机填料协同阻燃乙丙橡胶的性能研究

笔者在三元乙丙橡胶(EPDM)基体中通过熔融共混法添加氢氧化铝/膨胀石墨(ATH/EG)、氢氧化铝/有机蒙脱土(ATH/OMMT)、氢氧化铝/硼酸锌(ATH/ZB)3种复合阻燃剂,制得三元乙丙橡胶/氢氧化铝/膨胀石墨(EPDM/ATH/EG)、三元乙丙橡胶/氢氧化铝/有机蒙脱土(EPDM/ATH/OMMT)、三元乙丙橡胶/氢氧化铝/硼酸锌(EPDM/ATH/ZB)3种复合橡胶.采用热重分析、极限氧指数和锥形量热等手段,研究了3种无机阻燃剂EG、OMMT及ZB与ATH对EPDM的协同阻燃效果.结果表明,3种协同阻燃剂都能增加复合橡胶的初始分解温度,增加残炭量,降低燃烧峰值,提高极限氧指数.说明3种无机阻燃剂都对EPDM/ATH具有一定的阻燃效果.其中,EPDM/ATH/EG复合橡胶的初始分解温度(443.7℃)和残炭量(40.3%)最高,EPDM/ATH/OMMT复合橡胶的总热释放量(62.3MJ·m^(-2))和燃烧峰值(232.9kW·m^(-2))最低,极限氧指数(34.5%)最高.综合比较发现,OMMT协同ATH阻燃EPDM最为理想.

遇油遇水自膨胀封隔器的研究与应用

利用遇油遇水橡胶遇油或遇水后体积膨胀的特点,制成的封隔器具有膨胀率高、充填效果好、操作简单等优点,能够简化施工工艺、降低完井成本,可应用于水平井分段开采、控水堵水、辅助固井等作业中。介绍了遇油遇水自膨胀封隔器的结构设计和应用范围,分析了遇油遇水自膨胀封隔器的工作原理。室内拉力试验和地面承压试验及现场应用表明,遇油遇水自膨胀封隔器达到了设计要求,能满足现场需要。

丁腈橡胶/膨胀石墨导电纳米复合材料的制备和性能

采用熔融插层法制备了丁腈橡胶/膨胀石墨纳米复合材料。扫描电镜(SEM)研究表明,超声处理后的膨胀石墨薄片厚度为纳米级。透射电镜(TEM)研究证实,膨胀石墨确以纳米级尺寸分散在橡胶基体中。力学性能研究表明,填加5份膨胀石墨时,纳米复合材料的拉伸强度最大,为28·4MPa,是不含膨胀石墨的复合材料的1·8倍。导电性能研究显示,填加10份膨胀石墨时,纳米复合材料的表面电导率和体积电导率分别为1·1×10-9S/cm和1·2×10-9S/cm,是不含膨胀石墨的复合材料的100倍和43倍。

盾构法隧道防水堵漏技术

分析隧道渗漏水的机理，总结国内外盾构法隧道防水堵漏的技术方法，并结合上海地铁二号线东昌路－东方路区间隧道施工堵漏，提出了防渗堵漏的技术措施。

橡胶膨胀混凝土抗裂性能和力学性能研究

为研究橡胶集料高抗开裂混凝土的抗开裂性能,研究了普通砂浆、橡胶集料砂浆、掺膨胀剂砂浆和双掺橡胶集料与膨胀剂砂浆的抗开裂性能以及普通混凝土、橡胶集料混凝土、补偿收缩混凝土和双掺橡胶集料与膨胀剂混凝土的力学性能。试验结果表明,在砂浆中加入膨胀剂和橡胶能提高混凝土的抗裂性,两者复掺优于单掺膨胀剂砂浆、橡胶集料砂浆和普通砂浆;膨胀剂的掺加提高了橡胶混凝土的抗压和抗折强度,同时也减少了混凝土的压折比,弥补了橡胶加入后混凝土强度的部分减少量。

丁苯橡胶/膨胀蛭石复合材料的制备及性能研究

用硅烷偶联剂Si-69对膨胀蛭石(EVMT)进行改性,并用模压法制备了SBR/EVMT复合材料。通过红外光谱测试分析了EVMT的改性效果,研究了改性EVMT和Si-69的用量对复合材料性能的影响,并通过热重测试分析了复合材料的热性能,采用电子扫描显微镜(SEM)观察了复合材料内部的微观结构。实验结果表明:Si-69能通过共价键键合在EVMT表面,用改性EVMT填充SBR能明显提高复合材料的邵氏A硬度、力学性能和热性能。同时,经Si-69改性后的EVMT,在SBR基体中分散均匀,两相相容性较好。

有机轻集料混凝土的单轴受压试验研究

研究了原发发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒、再生EPS颗粒或废橡胶粒部分取代粗集料的有机轻集料混凝土在单轴受压时的破坏形态、弹性模量、应力-应变全曲线等,并采用不同公式对有机轻集料混凝土的应力-应变全曲线进行拟合.结果表明:各轻集料混凝土的应力-应变全曲线总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点与普通混凝土不同;轻集料混凝土的弹性模量和峰值应力显著低于基准混凝土,再生EPS混凝土的弹性模量与原发EPS混凝土的相近;橡胶混凝土的弹性模量和峰值应力最低,但其峰值应变与峰值应力比是各混凝土中最高的;混凝土的弹性模量、峰值应力和峰值应变随着原发EPS掺量的增加而下降;采用不同公式对有机轻集料混凝土的应力-应变全曲线进行拟合得到的拟合曲线与试验数据相关性较好,相关系数达93%以上.

水力扩张式封隔器胶筒力学性能有限元分析

水力扩张式封隔器主要应用于水力喷射压裂作业,而胶筒的性能影响作业的成败。以最常用的K344水力扩张式封隔器为研究对象,运用Pro E和ANSYS Workbench软件建立K344封隔器胶筒三维有限元模型,对封隔器胶筒进行应力分析,得到封隔器胶筒Von Mises应力和接触应力云图。有限元分析结果表明,随着喷射压裂的进行,压裂液流经封隔器,封隔器胶筒温度降低,胶筒应力增加。当温度低于90℃时,应力反而降低;当温度低于70℃时,胶筒应力又逐渐增加。在内压作用下,封隔器胶筒的接触应力由胶筒两端向中间逐渐增加。不同参数封隔器胶筒有限元分析结果表明,影响封隔器胶筒最大应力变化的主要几何因素是胶筒外径和套管内径,胶筒的应力与胶筒外径负相关,与套管内径正相关。内压越大,封隔器胶筒的应力越大;起初,内压增加,胶筒应力迅速增加,当内压大于10.52 MPa后,胶筒应力增速趋缓。

带有橡胶筒的膨胀套管内残余应力分析

根据弹塑性力学有限元法,建立了带有橡胶筒的膨胀套管的有限元模型,该模型中建立了3对接触对单元,即芯头与膨胀套管内壁接触对;橡胶筒内壁与膨胀管外壁接触对;橡胶筒外壁与外层套管内壁接触对。详细分析了橡胶筒厚度在1.5-3.5mm内,膨胀套管内的几种残余应力的定量关系,分析了膨胀套管内不同位置处,套管内残余应力的不均匀性,而导致套管内金属晶格产生不均匀的流动性。根据残余应力的分布情况,在所研究的膨胀套管结构尺寸下,得出了橡胶筒厚度的最佳结构尺寸范围为1.7-2.0mm,在此范围内的橡胶筒厚度,可以改善套管内的残余应力分布和改善金属晶格的流动性,为带有橡胶筒的膨胀套管结构尺寸设计提供了理论数据。

浅析核电换热器的管子管板胀接工艺

分析了几种常见的管子管板胀接方法,提出了胀接过程中的要求和注意事项。无论是机械胀接还是液压胀接,均在各类核电换热器制造中得到了广泛应用。胀接后,可选取不同的胀接公式进行胀紧率的计算。在核电换热器的管子管板胀接中,换热管的壁厚减薄率可根据胀接方法及胀管要求进行选择。液压胀接具有应力均匀、胀接长度大、过渡区残余应力小等优点。

轻集料砂浆力学性能实验研究

文章采用膨胀珍珠岩和橡胶粒2种轻集料配制砂浆,研究轻集料掺量和砂浆的强度、抗冲击性能之间的关系.研究表明,轻集料砂浆的抗压强度随着轻集料的体积分数增加而降低,膨胀珍珠岩砂浆抗压强度高于轻集料体积分数相同的橡胶粒砂浆,而橡胶粒砂浆的抗冲击强度高于抗压强度相近的膨胀珍珠岩砂浆.

扩张式封隔器胶筒力学性能分析

为了适应海上油田大排量反洗井的要求,开发了液控扩张式封隔器可洗井分注技术。对扩张式封隔器胶筒材料进行了力学性能测试,并系统地进行了封隔器胶筒结构有限元分析技术的研究。研究结果表明,封隔器胶筒橡胶的应力-应变呈非线性关系,随着温度的升高,橡胶材料强度会变弱,在温度为65℃时橡胶材料强度达到最低,继续升高温度,橡胶材料强度又会增加;当封隔器处于内压20.0 MPa工作状态时,上、下胶筒座的应力水平最高,最大Mises应力为413.2 MPa;在胶筒中,外层胶筒两端应力水平最高,可达46.4 MPa,胶筒两侧应变能密度最大;封隔器处于工作状态时,其肩部变形最大,伴随着压力的增加,变形的趋势减缓,应变能密度与工作压力基本呈直线关系。所得结果可为扩张式封隔器的结构设计提供理论依据。

TBM施工煤矿斜井防排水设计研究

采用盾构法修建的长距离煤矿斜井在面对富水地层时,其主要技术难点之一在于井筒的防水处置,包括管片结构自身和接缝防水、管片斜向拼装后沿纵向的整体防水。分析了煤矿斜井管片衬砌的渗漏水机理,总结了国内外TBM施工隧道管片衬砌防水的技术方法,包括管片接缝防水、管片自防水、管片二次衬砌防水。重点介绍了管片接缝止水的功能要求、材料种类及断面型式设计方法。并结合煤矿斜井长距离、大埋深的特点提出了泄水降压的管片设计。

环氧化天然橡胶的合成与表征

采用过氧化氢在甲酸存在条件下对天然橡胶胶乳进行环氧化反应 .实验表明 ,较适当的反应条件为 :反应温度 30℃ ,初始干胶含量为 30 % ,初始 pH值为 2 .0 ,H2 O2 ,HCOOH与NR干胶之摩尔比为1∶0 .5 5∶1.分别采用了红外光谱 (IR)、核磁共振 (1HNMR)和化学滴定等手段对天然橡胶的环氧化含量进行了表征 .

扩张式封隔器胶筒参数优选

为了对扩张式封隔器结构参数进行优选,利用有限元分析技术分析了胶筒工作长度、厚度、肩部形状和钢丝帘线排布方式等对胶筒受力和变形规律的影响。建模时把钢丝帘线层视为均匀的连续体,假设橡胶材料的力学性能不随温度发生变化,定义了5条路径,分别用于显示封隔器肩部和胶筒实体部分的应力曲线。分析结果表明,当扩张式封隔器胶筒启封工作压力为0.5MPa,内压达到10.0 MPa以上时密封接触长度达到最大;在一定范围内胶筒长度对其工作性能基本没有影响,但长度过短会使密封性能减弱;建议胶筒外径小于封隔器刚体最大外径1～2 mm。

溶液插层法膨胀石墨/硅橡胶复合材料的热性能研究

利用溶液插层法制备了膨胀石墨/硅橡胶(EG/VMQ)导热复合材料,对比普通熔融共混法研究了EG/VMQ的热稳定性。将碳纤维(CF)、SiC、BN、Al2O3等作为第三组分加入到EG/VMQ体系中,考察了第三组分对复合材料热稳定性和热空气老化性能的影响。结果表明,溶液插层法(最大质量损失速率对应温度Tmax为555.8℃)在改善EG/VMQ复合材料热稳定性方面优于普通熔融共混法(Tmax为527℃);第三组分CF在提高溶液插层法EG/VMQ复合材料的热稳定性(Tmax为561℃)和热空气老化性能方面均优于其它填料。

膨胀管斜向器的研究与应用

为了解决常规机械开窗导斜器在使用中存在的悬挂力小、固定不牢固以及导斜面容易出现下滑等问题,研制了新型膨胀管斜向器。新型斜向器由膨胀管锚定器及导斜开窗一体化工具组成,锚定器通过密封橡胶锚定,能精确确定开窗位置和开窗方位,膨胀后压缩多个密封橡胶带,锚定力达700 kN以上,且减少了打水泥塞工序,缩短了施工周期,减少了作业施工费用。在明416井的现场试验中,101.6 mm套管悬挂器深度1 320 m,新人工井底1 714 m,投产后日产液23 m3,日产油3.4 t。