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。

耐高温环保型聚羧酸油井水泥减阻剂

随着油井钻探加深,常规减阻剂已不能满足新工况下固井水泥的性能及环保要求。以聚羧酸减水剂聚醚(TPEG-2400)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、丙烯酸等为原料,通过自由基聚合反应合成一种环保型聚羧酸油井水泥减阻剂(HZ-1)。通过正交实验优化了最佳合成条件;通过红外光谱、核磁共振氢谱、热重及同步热分析仪对HZ-1的结构和热稳定性进行分析;根据石油天然气行业标准对HZ-1的减阻性、抗温性、环保性进行室内评价;通过吸附量、空间位阻、Zeta电位变化探讨HZ-1的减阻作用机理。结果表明,HZ-1的最佳制备条件为:10 g SMAS、0.41 g次磷酸钠、175 g TPEG-2400、7.6 g双氧水、0.91 g抗坏血酸、22.22 g丙烯酸、20 g 20%氢氧化钠,滴加时间为2.0 h,反应温度20℃,反应时间0.5 h。HZ-1的热稳定性良好,分解温度为338℃。将0.40%HZ-1与油井水泥按水灰比0.44配制的水泥浆体系具有较好的减阻性能,流性指数为1.033、稠度系数为0.023 Pa·s^(n)、抗压强度为18.413 MPa,可耐170℃高温。HZ-1的生物降解性好,绿色环保,半数有效浓度(EC_(50))为36307 mg/L,化学需氧量(COD)为571984 mg/L、生化需氧量(BOD_(5))为196330 mg/L,BOD_(5)/COD为0.3432,生物等级为无毒。HZ-1空间位阻越大,水泥浆流变性能越好;HZ-1在水泥颗粒表面的吸附曲线符合Langmuir吸附模型,为单分子层的化学吸附;HZ-1降低了水泥颗粒表面的Zeta电位,增强其静电斥力,从而增强水泥浆的流变性能。

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。

分散聚合法制备固井降失水剂及性能研究

针对水溶液聚合以及反相乳液聚合的弊端,首次报道了一种通过分散聚合制备固井降失水剂C-FL72L的方法。其中,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、富马酸(FA)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)为聚合单体,季戊四醇三烯丙基醚(APE)为交联剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为稳定剂,固含量为33%。对分散聚合的反应动力学进行了考察,反应4 h转化率可达98.9%。通过红外光谱测试、热重分析、高效液相色谱分析、凝胶渗透色谱分析等表征手段,表明所有单体充分且完全聚合,降失水剂耐温超过300℃,分子量可达77.2万。对样品在水泥浆中的应用性能进行了评价,在210℃下,可将失水控制在50 mL以内,水泥浆流变性能、稠化性能、抗压强度等水泥浆综合工程性能良好。并对使用新合成方法制备的降失水剂的作用机理进行了探讨。降失水剂C-FL72L在高密度、低密度、树脂、胶乳、盐水等功能水泥浆体系中综合应用性能优异,有着广阔的应用前景。

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。

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。

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。

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。

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。

土聚水泥的应用及研究现状

土聚水泥是一种高性能的碱激活水泥。介绍了该水泥的化学成分、矿物组成、主要特性、生产工艺、聚合机理、应用领域及研究现状。

聚合磷酸钙骨水泥细胞毒性评价

目的：对自已合成的聚合磷酸钙骨水泥细胞毒性进行了研究。方法：将材料浸提液与小鼠成纤维细胞接触２、４、７ｄ后，用分光光度仪在５８８ｎｍ波长处测定吸光度，以评价材料的细胞毒性。结果：该材料细胞毒性为Ⅰ级，存在轻微的细胞毒性。