聚丁二烯基胶乳水泥增韧剂的制备及性能评价

针对目前二元丁苯胶乳冻融、抗盐性差,苯丙胶乳分子链不稳定、耐热性能不好的问题,采用种子乳液接枝的方法引入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)作为功能单体与苯乙烯在聚丁二烯胶乳上接枝共聚合成了四元油井水泥增韧剂FTL,并对其性能进行评价.红外测试表明合成的FTL为目标产物.冻融及抗盐实验表明,FTL具有优异的冻融及抗盐稳定性.热失重实验说明FTL具有好的热稳定性,热分解温度达到410,℃.抗压抗折强度及三轴实验表明,FTL可以显著改善油井水泥石的韧性.扫描电子显微镜(SEM)显示,胶乳颗粒与水泥微缝隙交结面之间形成一桥接膜,而纯水泥则没有这种结构.胶乳水泥的高温配伍性实验说明,FTL与降失水剂、缓凝剂具有优异的配伍性.含FTL的油井水泥综合性能实验考察发现,其还具有控失水、流动度好及低游离液含量.     

新型油井水泥低温早强剂QZ-1性能评价

针对北方地区冬季固井地层温度低,水泥石强度发展缓慢的问题,研制一种低温早强剂QZ-1,该早强剂可在低温环境大大加快水泥的水化速度,使水泥石形成较高的早期强度。 20℃时,早强剂加量2%,12h抗压强度即可达到3.6MPa,达到二次开钻对水泥石强度（3.5MPa）的要求,大大缩短候凝时间,提高钻井速度,节约钻井成本。     

油井水泥低温早强剂X－1的性能评价

油井水泥低温早强剂X-1由活性硅,固体醇胺和阴离子型聚合物复配而成.水灰比为0.42-0.52时,加入10.0%的X-1可使水泥浆15℃稠化时间比净水泥浆缩短40%-50%.在15℃下养护12 h,24 h的抗压强度分别大于3.5 MPa和6.5 MPa.水泥浆体系的综合性能满足低温井固井施工的基本要求.     

油井水泥增韧剂的无皂乳液合成及性能评价

针对丁苯胶乳增韧剂存在的问题,合成了一种油井水泥胶乳增韧剂OWCL-1G并对其性能进行了评价.引入反应型乳化剂2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),采用无皂乳液聚合,避免了传统乳液聚合中残存的乳化剂吸水后导致水泥石溶胀、软化、强度下降等不利后果.乳液热失重、抗盐性、冻融稳定性测试表明:OWCL-1G耐热性良好,260,℃时开始分解,其抗盐达饱和,冻融稳定性良好.对含OWCL-1G水泥浆API失水量考察发现,OWCL-1G具有一定的控失水能力,与降失水剂配伍使用可获得低滤失量水泥浆.抗压和抗折强度测试表明,水泥石抗折强度明显提升,说明OWCL-1G有效增强了水泥石的韧性.扫描电子显微镜(SEM)测试表明,胶乳颗粒在水泥微缝隙间形成绒状桥接结构,而纯水泥的水化产物没有这种结构.     

油井水泥降失水剂SPS的制备和性能研究

通过磺化改性,制备了磺化聚苯乙烯(SPS)作为油井水泥降失水剂。研究了反应条件对SPS磺化度的影响、SPS的磺化度与失水控制的关系、SPS水泥装体系的性能。实验结果表明:在相同的条件下,磺化度越高,失水控制越好;在最佳条件下制备的SPS具有良好的降失水性能,SPS的水泥浆体系具有良好的流变性能和较好的耐温性能;在120℃下,其水泥装体系的稠化时间,用常用的缓凝剂可调整到337min,SPS对水泥装其他性能无不良影响。     

硅藻土改善胶乳水泥性能的室内研究

利用国产胶乳开发胶乳水泥体系时,通常采用外加剂的复配克服胶乳外渗和消除体系气泡。由于复配中需要注意的问题很多,给实际应用带来诸多困难;化学添加剂价格昂贵也增加 了 固井成本;这些问题给胶乳水泥体系的开发形成了障碍。通过室内研究发现,按照材料科学干涉原理,在胶乳水泥体系中加入一定量硅藻土,可克服胶乳外渗、消除体系气泡,并能提高水泥石的抗压与抗折强度、降低滤失量与析水量、增强体系的防窜性能;同时硅藻土价格低廉且用量较少,现场使用较为方便,具有很好的应用价值。     

不同单体质量分数范围PAM反相微胶乳的相对分子质量

研究了在不同单体质量分数(ω(单体))范围(25％～50％和10％～26％)丙烯酰胺(AM)、丙烯酰胺/丙烯酸钠(AM/SA)和丙烯酰胺/(2-甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵(AM/DMMC)反相微胶乳的相对分子质量。较高ω(单体)范围内,(AM)∝ω(AM)~(0.92),(AM/SA)∝ω(AM/SA)~(0.68),(AM/DMMC)∝ω(AM/DMMC)~(2.05);较低ω(单体)范围内,(AM)∝ω(AM)~(0.57),(AM/SA)∝ω(AM/SA)~(0.58)和(AM/DMMC)∝ω(AM/DMMC)~(1.26)。不同ω(单体)范围内M_v对ω(单体)的反应级数不同的原因可能是在不同ω(单体)范围内单体水溶液的粘度对反相微胶乳M_v的影响程度不同。     

两种可聚合荧光标记单体的合成与性能

在碳酸钾存在下，使邻氨基苯甲酸或邻氨基苯甲酰胺与3－氯丙烯反应合成了可聚合荧光标记单体N－烯丙基邻氨基苯甲酸和N－烯丙基邻氨基苯甲酰胺，用红外、元素分析、核磁等手段对其组成和结构进行了表征，荧光测定表明，在乙醇溶液中N－烯丙基邻氨基苯甲酸的最大激发和最大发射波长分别为348mm和415mm；N－烯丙基邻氨基苯甲酰胺的最大激发和最大发射波长分别为345nm和425nm。其要作为苊烯的受体或大分子荧光标记物。     

乙烯基单体乳液接枝改性氯丁胶乳的制备及其机理

采用乳液聚合法,使用氧化还原引发剂,将乙烯基单体(甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯,即MMA和St)接枝到氯丁胶乳上,研究了乳化体系、引发体系、单体/聚合物质量比及单体组成、反应温度对单体转化率、接枝效率等的影响,并进一步分析了乳液接枝机理.结果表明,MMA和St接枝改性氯丁胶乳的最佳工艺条件为:聚合温度50℃,反应时间5.5h,引发剂叔丁基过氧化氢-四乙烯五胺占氯丁胶乳干重的0.5%,单体/聚合物质量比为3:5,MMA与St质量比为3:2,单体以滴加方式加入,乳化剂十二烷基苯磺酸钠用量占单体总重1.5%.在此条件下,单体转化率可达99.6%,接枝效率为54.9%.红外光谱和凝胶含量分析证明MMA和St接枝到氯丁胶乳主链上.该条件下合成的接枝共聚物乳液配制成的胶粘剂对PVC人造革、SBS橡胶、海绵等具有良好的粘接性能.接枝反应活性点在氯丁胶乳胶粒的表面,接枝过程是一个表面控制过程.     

FF-1型油井水泥降滤失剂的合成与性能评价

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）与丙烯酰胺（AM）为单体，采用水溶液自由基共聚法进行二元共聚，合成出了油井水泥降滤失剂FF—1。性能评价结果表明：当单体质量分数为8％，单体质量比为1：7，引发剂质量分数为0．3％，引发剂摩尔比为1：1，反应温度50℃左右，反应时间6h左右时，FF—1降滤失性能优异，与净浆滤失量相比降低了98．5％；40—100℃都能将滤失量控制在30mL以下。且对饱和盐水水泥浆同样有效。     

油井水泥复合型自愈合剂的研制和评价

为提高油井水泥自愈合剂的利用率,可以利用合适的壁材将自愈合剂包被起来,达到保护自愈合剂的功效。本文采用一种改性PVA作为包被剂,通过流化床制微胶囊法制成了一种油井水泥复合型自愈合剂XK-1。实验结果表明XK-1具有一定抗搅拌能力,能减少制浆过程中自愈合剂的损失,有效提高自愈合剂的利用率,增强自愈合效果。XK-1与CW-1水泥石微裂缝断面电镜扫描对比结果显示,XK-1水泥石断面产生了填充物质更多,能提供更长期的自愈合作用,自愈合效果明显提高。     

丁苯胶乳的研制及其水泥浆性能评价

在一定温度下,丁二烯和苯乙烯中加入引发剂、乳化剂和相对分子量调节剂后,聚合生成丁苯胶乳。应用X射线衍射仪、电位测试仪对生成的丁苯胶乳进行结构性能分析,并对丁苯胶乳水泥浆常规物性、水泥石的强度进行了评价。结果表明：丁苯胶乳水泥浆具有丁苯胶乳加量少、抗高温、低失水、低游离水、直角稠化、过渡时间短、防气窜和良好的流变性等特点。水泥浆性能良好,固井质量优异。     

含抗泥功能单体的聚羧酸减水剂的制备及抗泥性能

采用聚乙二醇400(PEG400)合成了一种新型抗泥功能单体(FM),并将其引入到聚羧酸减水剂(PCE)的分子结构上,制备了几种抗泥型聚羧酸减水剂(AC-PCE)。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对FM和PCE进行表征,分别通过净浆流动度和砂浆流变性试验考察PCE在含蒙脱土(MMT)水泥净浆和水泥砂浆中的分散性能,并研究了PCE在MMT上的吸附特性。结果显示,与不含FM的聚羧酸减水剂相比,AC-PCE减少了在MMT上的吸附量,抑制了MMT的插层吸附,降低了含MMT水泥净浆经时流动度损失以及含MMT水泥砂浆的屈服应力。研究表明,AC-PCE具有良好的抗泥性能。     

乙烯基单体乳液接枝改性氯丁胶乳的制备及接枝机理研究

采用乳液聚合法,使用氧化还原引发剂,将乙烯基单体（甲基丙烯酸甲酯MMA、苯乙烯 St）接枝到氯丁胶乳上。研究了乳化体系、引发体系、单体/聚合物配比（M/P）及单体组成和反应温度对单体转化率、接枝效率等的影响,分析了乳液接枝机理。结果表明, MMA和St接枝改性氯丁胶乳的最佳工艺条件为：聚合温度为50℃,反应时间5.5h,引发剂叔丁基过氧化氢一四乙烯五胺（t-BHP/TEPA）用量占氯丁胶乳干重的0.5 %,M：P =3：5,WMMA：WSt=3:2,单体以滴加方式加入,乳化剂十二烷基苯磺酸钠 （SDBS）用量占单体总重1.5%,此时单体转化率可达99.6%,接枝效率为54.9%。红外光谱和凝胶含量分析证明MMA和St接枝到氯丁胶乳主链上。在最佳条件下合成的接枝共聚物乳液配制成的胶粘剂对PVC人造革、SBS橡胶、海绵等具有良好的粘接性能。接枝反应活性点在氯丁胶乳胶粒的表面,接枝过程是一个表面控制过程。     

丁苯胶乳改性水泥基材料的性能与机理研究进展

 丁苯胶乳（SBL）改性水泥基材料具有较好的流动性、保水性、与基材的黏结性、水密性、耐久性、抗化学腐蚀性、抗冻融性、良好的力学强度及延伸性能,而且其成本较低、使用便捷,得到较为广泛的应用。综述了SBL改性水泥基材料的性能和机理,介绍了SBL单独改性、SBL和其他胶乳共混改性、SBL和纤维改性、SBL和外加剂复合改性时,水泥基材料的物理和力学性能。从3个方面探讨了SBL改性机理：SBL对水泥水化过程的影响存在物理作用和化学作用;SBL对微观结构的主要影响是由乳胶粒子的分散和聚合物薄膜的形成所产生的;从孔洞结构看,SBL改变水泥基材料的孔径分布、特征孔径、平均孔径、最可几孔径、孔隙率等,提高了材料的内聚强度。分析表明,SBL改性水泥基材料具有性价比高、环境友好、使用寿命长、循环利用率高等优点。     

由两种不同病毒导致的SIR流行病模型分析

讨论了一类由两种不同病毒导致的SIR流行病模型,分析了平凡平衡点的局部稳定性,得到了基本再生数的数学表达式;构造了合适的Liapunov函数,并以此证明了非平凡平衡点的全局稳定性.     

胶乳对油井水泥浆作用机理的实验研究

利用实验方法系统研究了聚乙烯醇胶乳对油井水泥浆的失水、稠化性能、游离水和水泥石抗压强度等参数的影响。结果表明,胶乳加量增大时,油井水泥浆的失水量迅速变小,稠化时间延长,初始稠度减小,游离水得到有效的控制,水泥石的抗压强度减小而柔性增大。试验证明,聚乙烯醇胶乳通过成膜、吸附、水化等作用能有效地控制油井水泥浆的液相运移情况,调节其稠化性能,改善水泥石的物理力学性能。自行设计了一套测定水泥石胶结强度的装置,实验证明所提出的测定方法是可行的。     

胶乳对油井水泥浆作用机理的实验研究

利用实验方法系统研究了聚乙烯醇胶乳对油井水泥浆的失水、稠化性能、游离水和水泥石抗压强度等参数的影响。结果表明 ,胶乳加量增大时 ,油井水泥浆的失水量迅速变小 ,稠化时间延长 ,初始稠度减小 ,游离水得到有效的控制 ,水泥石的抗压强度减小而柔性增大。试验证明 ,聚乙烯醇胶乳通过成膜、吸附、水化等作用能有效地控制油井水泥浆的液相运移情况 ,调节其稠化性能 ,改善水泥石的物理力学性能。自行设计了一套测定水泥石胶结强度的装置 ,实验证明所提出的测定方法是可行的。     

油井水泥抗盐降失水剂(AS-1)的合成及性能评价

研究了丙烯酰胺(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。     

酸性天然胶乳的制备

本文选择一种阳离子表面活性剂为制取酸性天然胶乳的稳定剂,直接把天然胶乳与这种表面活性剂的溶液混合,制取酸性天然胶乳,开拓了天然胶乳的应用范围。