Effect of Ultraviolet Aging on the Bonding and Tensile Properties of Polymer-Cement Composite

In this paper,the specimens of polymer-cement composites after 1 d,7 d,15 d,and 30 d aging without aging and UV aging are subjected to fixed extension test and tensile test.By observing the mode of the composite in the fixed-elongation test,and measuring the elastic recovery rate,tensile strength,elongation at break,peak tensile strain,tensile toughness and pre-peak tensile toughness of the composite,the effects of UV aging on the bonding and the tensile properties of the composite were studied.And combining with scanning electron microscopy experiments,the micro-mechanism of the effect of ultraviolet aging on the properties of composite was analyzed.The results showed that the composite had a good bonding property,and no damage was observed after UV aging for 30 days.The UV aging increased the elastic recovery rate and peak tensile within a certain range.The elastic recovery rate and peak tensile strain of the composite increased by 6.60%and 23.55%respectively after UV aging for 15 days.Therefore,the UV aging could enhance the tensile property and the tensile energy consumption performance of the composite.The tensile strength of the composite increased by 65.36%after UV aging for 30 days.The tensile toughness and pre-peak tensile toughness of the composite were increased by 43.29%and 101.83%respectively after UV aging for 15 days.The elongation at break of composite decreased continuously after UV aging due to the photo-oxygen reaction,as well as secondary hydration reaction and cross-linking curing reaction of cement.

适用于LAS系统的全液体隔离液体系

固井施工过程中,在注入水泥浆前,需要先泵入一定量的隔离液,在海洋固井现场施工作业过程中,隔离液配制一般需要繁重的人工劳作,劳动强度大,作业效率低,加量不准确。为解决上述问题,用液体添加剂代替固体添加剂,通过LAS材料添加系统将材料混配作业,从传统的重体力劳动转化为智能化操作,降低作业强度,提高固井作业效率与降低人员成本。通过反相乳液聚合制备了一种液体隔离剂C-S70L,以它为主剂,构建了一套适用于液体加料系统(LAS)的隔离液体系。该体系推荐使用温度为20~120℃,适用密度为1.30~1.70 g/cm^(3);具有良好的悬浮稳定性(热滚后无沉降)、流变可调、失水可控以及相容性好的特点。

四元共聚抗高温耐盐粉体降失水剂的制备及性能研究

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、马来酸酐(MA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)等为原料,采用反相乳液聚合法并引入非离子型乳化剂异构十三醇聚氧乙烯醚和司班80合成了一种抗高温耐盐四元共聚物粉体降失水剂ADMS。利用FT-IR、NMR、TG和GPC对共聚物的结构和热稳定性进行表征,并对ADMS进行了性能评价。结果表明,4种功能单体均参与了反应,ADMS的重均分子质量达448198,耐温可达320℃;ADMS抗温能力良好,使用温度在30~200℃;200℃时,添加3%ADMS的淡水基水泥浆失水量为48 mL;ADMS抗盐能力良好,在半饱和盐水和饱和盐水基水泥浆中分别添加4%和5%的ADMS可控制失水量在50 mL以内;ADMS对水泥浆稠化时间、水泥石抗压强度等无不利影响。

环氧磷酸缓凝剂研发及抗220℃常规密度水泥浆综合性能

针对油井水泥常用缓凝剂在200℃以上稠化时间不稳定问题,笔者以官能团和聚合物功能结构为基础,对抗高温缓凝剂进行分子结构设计。以AMPS、SAS、NVP、AM和环氧丙基磷酸5种单体制备了一种五元抗高温缓凝剂NPAAS-1。采用红外光谱、热重分析以及核磁共振H谱对NPAAS-1进行表征。结果表明,缓凝剂NPAAS-1为预期产物,300℃时失重仅为22.30%。通过其性能评价可知,NPAAS-1在200℃以上具有很好的缓凝性能,且稠化时间与加量呈线性关系。在220℃下,缓凝剂加量为3.5%时,稠化时间为297 min;加量为4.5%时,稠化时间为530 min。可以实现对超高温环境下水泥水化速率的有效控制。

新型固井胶乳外加剂的合成与性能评价研究

新型固井胶乳外加剂的主要作用是改善固井胶乳的性能以满足特定的工程需求,其具有无毒、无污染、易分解得特性,可以减少了对地下水和环境的污染风险,提高了固井作业的安全性和可持续性。本次研究主要是对新型固井胶乳外加剂的合成及性能评价进行研究,为进一步推广和使用新型固井乳胶外加剂奠定基础。

热引发聚合方法制备抗240℃水泥浆降失水剂

针对现有水泥浆降失水剂耐高温性能不足的问题,以高温热引发聚合方法替代传统水溶液引发剂聚合方法,设计并合成了抗温为240℃的三元水泥浆降失水剂HTFLA-A。通过实验确定了HTFLA-A的最佳合成条件:水与单体总质量比1∶1,控制温度为150℃,体系pH值为9,反应时间为32 h。并采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(DSC/TGA)及核磁共振谱对HTFLA-A进行了表征。结果表明,HTFLA-A为目标预期产物,在439℃时的热失重仅为23.80%,这是由于高温合成过程中去除了单体中不稳定结构和有机合成过程中副反应产物,提升了高分子材料的抗温性能。对HTFLA-A的性能评价结果表明,当HTFLA-A加量为1.2%,可将水泥浆在180~240℃、6.9 MPa时API失水量控制在50 mL以内。

聚合物水泥防水涂料用苯丙乳液的研制及其各因素影响研究

通过预乳化半连续种子乳液聚合法自制了JS防水涂料专用苯丙乳液,并由此制备了聚合物水泥防水涂料。研究了乳化剂用量及其分配对苯丙乳液粒径及其吸水率的影响,同时通过尝试不同的方法降低乳液残留单体减少VOC排放。在自制苯丙乳液的基础上探究不同液粉比对聚合物水泥防水涂料拉伸性能的影响,通过添加一些不同的助剂来提升聚合物水泥防水涂料的综合性能。

固井用高温缓凝剂的研究与应用

针对油井水泥常用的AMPS/IA共聚物类缓凝剂在130~150℃区间易出现稠化时间“倒挂”现象,影响固井施工安全和固井质量的问题。通过AMPS和IA单体进行自由基溶液共聚,在共聚过程中与乙二胺四乙酸二钠EDTA-2Na、十六烷基三甲基氯化铵CTAC复配,研制了一种可防止高温稠化时间倒挂的缓凝剂BH-R103L,并对其综合性能进行了评价。评价结果表明:BH-R103L具有可靠的抗温及调凝效果,加有BH-R103L的水泥浆体系在120~150℃范围内稠化时间可调,150℃下加量为2%(BWOC)时,水泥浆的稠化时间大于300 min,稠化时间与加量呈线性关系,稠化时间倒挂现象消除、初始稠度低、温度和加量敏感性小、稠化线形正常、与AMPS类高温降失水剂配伍性良好,能抑制高温浆体“包心”现象,在60℃下养护的水泥石抗压强度发展快,其他综合性能均满足固井施工要求。BH-R103L在四川泸州区块泸203H153平台深井页岩层进行了现场应用,声幅测井检测封固段固井质量合格。

高分子固化剂对水泥土强度的影响研究

为研究高分子固化剂对水泥土强度的影响,对不同高分子固化剂掺量和土质条件下的水泥土进行室内无侧限抗压强度试验,从宏观上分析高分子固化剂对水泥土强度的影响规律;结合X射线衍射测试和扫描电镜测试,从微观结构上揭示高分子固化剂作用机理,分析高分子固化剂掺量和土质对水泥土强度的影响。宏观分析结果表明:在粉质黏土中,高分子水泥土的抗压强度高于普通水泥土,在粉土中两者强度相近,且两种土质中高分子固化剂掺量变化对水泥土强度影响较小;高分子水泥土在粉质黏土中的韧性表现优于普通水泥土;高分子水泥土在粉质黏土中的破坏应变大于普通水泥土;高分子水泥土在两种土质中的强度不随高分子固化剂掺量的增加而增加。微观测试结果表明:高分子水泥土在粉土中生成较多低硬度矿物成分;高分子水泥土内存在的高分子固化膜,对土颗粒进行包裹、填充与连接,增强了土颗粒之间的黏结。该结果可为地基处理材料相关研究提供一定的参考。

水溶液中可逆加成断裂链转移法制备梯度结构保坍型聚羧酸减水剂

通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合在水溶液中利用半连续单体投料工艺成功合成了一种梯度结构保坍型聚羧酸减水剂(PCEs)。TPEG大单体采用一次性加入、AA和保坍型功能单体HEA采用滴加工艺,用水溶性RAFT试剂BDMAT调控三者的共聚合,所得共聚物的分子质量分布很窄,分布指数在1.26~1.35;大单体的转化率与反应时间呈线性关系,验证该体系为活性聚合体系;TPEG单体转化率随时间呈梯度变化,证明共聚物的序列特征为梯度结构;水泥净浆流动度测试表征了梯度产物的保坍性能。

高分子合成水泥助磨剂的研究进展及建议

水泥助磨剂因具有显著的提产、增强、降耗等功能,已经在水泥粉磨过程中得到了广泛的应用。从水泥助磨剂构效关系的角度出发,分析了水泥助磨剂的分子结构特点,对高分子合成水泥助磨剂进行了分类,详细综述了各类高分子合成水泥助磨剂国内外研究进展,分析了其存在的问题,并就未来的研究方向给出了建设性意见。

油井水泥抗盐降失水剂(AS-1)的合成及性能评价

究了丙烯酰胺（ＡＭ）和烯丙基磺酸钠（ＡＳＡ）二元共聚物（ＡＳ－１）的合成方法及在油井水泥浆中的降失水作用。实验结果表明，通过引入磺酸基团（－ＳＯ３Ｈ）使ＡＳ－１具有好的抗盐、抗钙性能，是一种良好的降失水剂。

土聚水泥研究与发展现状

土聚水泥是一种高性能的碱激活水泥 ,它在工艺、性能、用途等方面集有机高聚物、陶瓷、水泥等材料的特征 ,同时具有独特优点的新材料。本文主要介绍了土聚水泥的聚合机理和优异的物理化学性能 ,以及目前各国的发展概况 ,最后展示了土聚水泥广阔的应用前景。

PVA接枝纤维增强水泥材料的研究

分别以丙烯酸和丙烯酰胺为单体 ,通过接枝反应向 PVA纤维表面引入带有极性羧基基因或酰胺基团的支链 ,考察了 PVA接枝纤维对其增强水泥材料力学性能的影响。结果表明 ,与未接枝 PVA纤维相比 ,PVA接枝纤维增强水泥材料的极限弯曲强度明显增大 ,增幅可达 30 % ,而其弯曲模量、屈服弯曲强度和断裂韧性几乎没有变化 ;随着接枝率的增大 ,PVA接技纤维增强水泥材料的极限弯曲强度减小。

不同制作方法对纤维树脂桩核微渗漏情况的影响

探讨不同制作方法对纤维树脂桩核修复体微渗漏的影响。对36颗经根管治疗的单根离体牙根,使用纤维桩加ParsCore双固化流动树脂,不同方法制作桩核修复体,通过染色透明化法,观察修复体的微渗漏情况。直接成型-直接粘接法制作的修复体微渗漏值(4.94±1.71)mm显著高于直接成型-再粘接法(0.91±0.33)mm和间接成型-再粘接法(0.87±0.27)mm(P<0.05)。

土聚水泥的聚合反应与研究现状

分析了土聚水泥的化学成分以及矿物组成;讨论了其水化产物的形态以及结构特点;概述了土聚水泥具备的性能特点;介绍了土壤聚合反应的机理,指出土聚反应产生的过程是介稳状态的偏高岭土等无定型硅铝化合物在碱性激活剂及促硬剂的作用下经历一个由解聚到再聚合的过程,从而形成类似地壳中一些天然矿物的铝硅酸盐网络状结构;将土壤聚合反应的过程分为5个部分。

聚羧酸高效减水剂合成试验研究

通过聚醚、顺酐与甲基丙稀磺酸钠等单体在引发剂作用下通过三元共聚反应,合成的一种具有良好分散效果的聚羧酸塑化剂。并通过正交试验优化了合成工艺,对其性能进行了表征,分析了不同单体对其性能的影响程度。

水泥石自修复用聚脲甲醛微胶囊的制备及性能

采用原位聚合法制备聚脲甲醛包覆水性环氧树脂微胶囊,测定其产率及含芯量,表征了表面形貌及化学结构,并考察了微胶囊水泥石修复性能。结果表明:芯壁比为2.4∶1时微胶囊最佳,含芯量达76.1%,粒径约为200μm;微胶囊掺量为1%时,水泥石同时具有良好的压缩强度和修复性能,极限预破坏修复率为87%;预破坏程度为60%时,修复率最高;微胶囊粗糙蓬松的外壁与水泥石基体有良好的胶接性,内壁厚约0.5μm,易在水泥石基材中发生应力撕裂而发挥修复作用。

赤泥地聚物水泥力学性能和聚合机理

以活化赤泥和矿渣为主要原料制备了赤泥地聚物水泥(RMPC),研究了矿渣掺量、激发剂(水玻璃)模数及其掺量对RMPC力学性能和聚合机理的影响.结果表明:矿渣显著改善了RMPC砂浆的力学性能,其掺量为40%时,RMPC砂浆的抗压强度最高;水玻璃模数为1.5或1.2时,RMPC砂浆的抗压强度和抗折强度最佳;当水玻璃模数为1.5时,RMPC砂浆的抗压强度随水玻璃掺量增大而增大,且水玻璃掺量为20%时,RMPC抗折强度最高;赤泥和矿渣中的活性硅、铝组分在水玻璃作用下,参与地质聚合反应和水化硬化过程,生成以类沸石地聚物和水化硅(铝)酸钙(C-(A)-S-H)凝胶为骨架的地聚物结构.

耐火浇注料用非水泥结合剂的研究

为了更好地阐述聚合物对耐火材料性能的影响,对比研究了纯铝酸钙水泥和聚合草酸铝(多齿配位聚合物)作为结合剂对铝镁质、铝硅质、刚玉质、刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响,同时还对比了氧化铝溶胶、水合氧化铝(ρ-Al_2O_3)和聚合草酸铝3种结合剂对刚玉浇注料性能的影响。结果表明:1)聚合草酸铝结合浇注料的高温抗折强度和1 600℃热处理后的常温强度较低,而200℃干燥后的常温强度接近; 2)聚合草酸铝结合浇注料的抗热震性(1 100℃水冷)和抗渣侵蚀性能较好; 3)与氧化铝溶胶和水合氧化铝相比,聚合草酸铝结合的刚玉浇注料不需要添加减水剂,加水量明显偏少,200℃烘烤后的显气孔率低,体积密度大,常温强度高。