反应复合型遇水膨胀橡胶的制备及性能研究
发布时间：2020-12-29 20:08
针对新疆西北塔河油田的高温（130℃）、高盐（21.5×104 mg/L）和需长距离输送（井下4000米）的特殊油藏封堵环境,迫切需要制备出具有优异力学性能,且能够耐高温、耐高盐和低析出的延迟膨胀型遇水膨胀橡胶（DWSR）。当前的遇水膨胀橡胶（WSR）普遍存在耐盐性差、耐高温性能差、吸水聚合物（SAP）极易析出和膨胀速率过快的问题,难以满足塔河油田的实际应用需求。为了解决上述技术瓶颈,本文利用化学与物理共混相结合的方式,在WSR的填料中引入耐盐性的阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）作为吸水聚合物,各项性能卓著的氢化丁腈橡胶（HNBR）为基体材料,4,4’-二异氰酸酯二苯基甲烷（MDI）、聚氨酯预聚体（PU）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）全封端的聚醚型PU和HEMA半封端聚醚型PU作为活性共价接枝改性材料和阻隔性能优异的有机蒙脱土（OMMT）作为水分子阻隔材料,制备出能够耐高温、耐高盐和低析出的高性能的延迟膨胀型WSR,填补了行业空白。本论文由以下三部分研究工作构成。1、为改善WSR的耐盐性差和易析出的问题,利用接枝改性材料MDI与聚乙二醇（PEG）和阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）的接枝产物制备...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
天然橡胶（NR）的分子结构式Figure1-1Molecularstructureformulaofnaturalrubber
青岛科技大学研究生学位论文3自1839年美国人固特异（C.Goodyear）将硫黄和碱式碳酸铅加入橡胶后制备出弹性良好的硫化胶开始，NR才展现出其出色的工业使用价值。NR不但弹性、绝缘性和防水性等性能的优异，而且经过适当加工后，其耐酸碱性、耐热寒性、耐油性、耐压性等性能同样优异，由此NR是成为当今世界应用最为广泛的橡胶品类。（2）丁腈橡胶（NBR）NBR是由丁二烯和丙烯腈经低温乳液聚合法而制备而成的一种合成橡胶，结构式如图1-2所示。其突出的优点是机械性能优异、耐磨性高、耐油性好、耐热性好和抗静电性能优良，缺点则是弹性较低、耐低温和臭氧性能差、绝缘性能差。此外，NBR还具有耐水性、气密性和粘结性优异的特点，因此被广泛的应用于制备耐油橡胶制品、电缆胶和食品包装材料等，也在石油开采、纺织、航空航天等行业中占据重要的位置。图1-2丁腈橡胶的分子结构式Figure1-2Molecularstructureformulaofnitrilerubber（3）氢化丁腈橡胶(HNBR)19世纪80年代中后期时，由于汽车领域、石油钻井领域、航天航空领域[26，27]的超高速的发展，这些领域的应用的橡胶材料除了需要具备原有的优异的耐油性能、力学性能和加工使用性能之外，还需要具备较高的耐氧性能、耐高压性能、耐热性能和耐酸性汽油环境的特殊性能，而通用的橡胶基体材料已不能满足相应的需求，因此综合性能优异的HNBR材料应运而生。HNBR是通过对NBR中位于丁二烯链段中的双键进行选择性加氢改性而成的产物，其结构式如图1-3所示。图1-3氢化丁腈橡胶的分子结构式Figure1-3Molecularstructureformulaofhydrogenatedbutadiene-acrylonitrilerubberNBR分子长链中的丙烯腈链段结构为HNBR提供出色的机械性能和优异的耐腐蚀性能。而HNBR的高饱和结构为其提供优异的耐寒、耐高温和耐
咏峁故?Figure1-2Molecularstructureformulaofnitrilerubber（3）氢化丁腈橡胶(HNBR)19世纪80年代中后期时，由于汽车领域、石油钻井领域、航天航空领域[26，27]的超高速的发展，这些领域的应用的橡胶材料除了需要具备原有的优异的耐油性能、力学性能和加工使用性能之外，还需要具备较高的耐氧性能、耐高压性能、耐热性能和耐酸性汽油环境的特殊性能，而通用的橡胶基体材料已不能满足相应的需求，因此综合性能优异的HNBR材料应运而生。HNBR是通过对NBR中位于丁二烯链段中的双键进行选择性加氢改性而成的产物，其结构式如图1-3所示。图1-3氢化丁腈橡胶的分子结构式Figure1-3Molecularstructureformulaofhydrogenatedbutadiene-acrylonitrilerubberNBR分子长链中的丙烯腈链段结构为HNBR提供出色的机械性能和优异的耐腐蚀性能。而HNBR的高饱和结构为其提供优异的耐寒、耐高温和耐老化等性能。而分子结构中存在的少量双键则是其能够进行交联反应的关键因素。国外的氢化丁腈的生产厂商主要为德国Bayer公司和日本Zeon公司，两家公司相应的产品几乎垄断了国内外的需求市场，但日本Zeon公司生产的产品的质量更加优异并且占据更高的市场份额[28]。我国的HNBR产业还处于基本起步阶段，虽然国内有
【参考文献】：
期刊论文
[1]Controlling factors of remaining oil distribution after water flooding and enhanced oil recovery methods for fracturecavity carbonate reservoirs in Tahe Oilfield[J]. ZHENG Songqing,YANG Min,KANG Zhijiang,LIU Zhongchun,LONG Xibin,LIU Kunyan,LI Xiaobo,ZHANG Shiliang. Petroleum Exploration and Development. 2019(04)
[2]吸水膨胀橡胶研究进展[J]. 蔡胜,李杨,刘学金,宋荣庭,杨露,施建. 广东化工. 2019(11)
[3]New progress and prospect of oilfields development technologies in China[J]. YUAN Shiyi,WANG Qiang. Petroleum Exploration and Development. 2018(04)
[4]聚氨酯型吸水膨胀橡胶的制备及性能研究[J]. 辛华,王静会,杨江鹏,赵星,贠文涛,侯家豪. 陕西科技大学学报. 2018(04)
[5]自膨胀封隔器的技术现状和发展趋势[J]. 周大志,刘加杰,吴英. 机械研究与应用. 2018(03)
[6]吸水膨胀材料的研究现状[J]. 刘强,何曦. 材料导报. 2018(S1)
[7]耐超高矿化度遇水膨胀橡胶的制备及性能[J]. 周晓燕,陈竞哲,王建海,张潇,李再峰. 弹性体. 2018(02)
[8]共混型吸水膨胀橡胶的研究[J]. 张淑玲. 广东化工. 2017(16)
[9]吸水膨胀橡胶的研究现状和发展前景[J]. 铁磊磊,于萌,李翔,刘文辉. 化工新型材料. 2017(07)
[10]遇水膨胀橡胶的研究进展[J]. 李海花,张建生,赵玥. 山东化工. 2017(08)
博士论文
[1]反相悬浮聚合法—高吸水性树脂的合成与性能的研究[D]. 林润雄.北京化工大学 1998
硕士论文
[1]不同氢化度氢化丁腈橡胶结构性能分析及氯丁橡胶热氧老化性能研究[D]. 胡涛.北京化工大学 2013
[2]吸水膨胀橡胶的制备及其增容改性[D]. 徐智.武汉工程大学 2012
[3]偶联法乙丙橡胶/苯乙烯接枝共聚物制备[D]. 张倩.北京化工大学 2007
本文编号：2946232
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
天然橡胶（NR）的分子结构式Figure1-1Molecularstructureformulaofnaturalrubber
青岛科技大学研究生学位论文3自1839年美国人固特异（C.Goodyear）将硫黄和碱式碳酸铅加入橡胶后制备出弹性良好的硫化胶开始，NR才展现出其出色的工业使用价值。NR不但弹性、绝缘性和防水性等性能的优异，而且经过适当加工后，其耐酸碱性、耐热寒性、耐油性、耐压性等性能同样优异，由此NR是成为当今世界应用最为广泛的橡胶品类。（2）丁腈橡胶（NBR）NBR是由丁二烯和丙烯腈经低温乳液聚合法而制备而成的一种合成橡胶，结构式如图1-2所示。其突出的优点是机械性能优异、耐磨性高、耐油性好、耐热性好和抗静电性能优良，缺点则是弹性较低、耐低温和臭氧性能差、绝缘性能差。此外，NBR还具有耐水性、气密性和粘结性优异的特点，因此被广泛的应用于制备耐油橡胶制品、电缆胶和食品包装材料等，也在石油开采、纺织、航空航天等行业中占据重要的位置。图1-2丁腈橡胶的分子结构式Figure1-2Molecularstructureformulaofnitrilerubber（3）氢化丁腈橡胶(HNBR)19世纪80年代中后期时，由于汽车领域、石油钻井领域、航天航空领域[26，27]的超高速的发展，这些领域的应用的橡胶材料除了需要具备原有的优异的耐油性能、力学性能和加工使用性能之外，还需要具备较高的耐氧性能、耐高压性能、耐热性能和耐酸性汽油环境的特殊性能，而通用的橡胶基体材料已不能满足相应的需求，因此综合性能优异的HNBR材料应运而生。HNBR是通过对NBR中位于丁二烯链段中的双键进行选择性加氢改性而成的产物，其结构式如图1-3所示。图1-3氢化丁腈橡胶的分子结构式Figure1-3Molecularstructureformulaofhydrogenatedbutadiene-acrylonitrilerubberNBR分子长链中的丙烯腈链段结构为HNBR提供出色的机械性能和优异的耐腐蚀性能。而HNBR的高饱和结构为其提供优异的耐寒、耐高温和耐
咏峁故?Figure1-2Molecularstructureformulaofnitrilerubber（3）氢化丁腈橡胶(HNBR)19世纪80年代中后期时，由于汽车领域、石油钻井领域、航天航空领域[26，27]的超高速的发展，这些领域的应用的橡胶材料除了需要具备原有的优异的耐油性能、力学性能和加工使用性能之外，还需要具备较高的耐氧性能、耐高压性能、耐热性能和耐酸性汽油环境的特殊性能，而通用的橡胶基体材料已不能满足相应的需求，因此综合性能优异的HNBR材料应运而生。HNBR是通过对NBR中位于丁二烯链段中的双键进行选择性加氢改性而成的产物，其结构式如图1-3所示。图1-3氢化丁腈橡胶的分子结构式Figure1-3Molecularstructureformulaofhydrogenatedbutadiene-acrylonitrilerubberNBR分子长链中的丙烯腈链段结构为HNBR提供出色的机械性能和优异的耐腐蚀性能。而HNBR的高饱和结构为其提供优异的耐寒、耐高温和耐老化等性能。而分子结构中存在的少量双键则是其能够进行交联反应的关键因素。国外的氢化丁腈的生产厂商主要为德国Bayer公司和日本Zeon公司，两家公司相应的产品几乎垄断了国内外的需求市场，但日本Zeon公司生产的产品的质量更加优异并且占据更高的市场份额[28]。我国的HNBR产业还处于基本起步阶段，虽然国内有
【参考文献】：
期刊论文
[1]Controlling factors of remaining oil distribution after water flooding and enhanced oil recovery methods for fracturecavity carbonate reservoirs in Tahe Oilfield[J]. ZHENG Songqing,YANG Min,KANG Zhijiang,LIU Zhongchun,LONG Xibin,LIU Kunyan,LI Xiaobo,ZHANG Shiliang. Petroleum Exploration and Development. 2019(04)
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[4]聚氨酯型吸水膨胀橡胶的制备及性能研究[J]. 辛华,王静会,杨江鹏,赵星,贠文涛,侯家豪. 陕西科技大学学报. 2018(04)
[5]自膨胀封隔器的技术现状和发展趋势[J]. 周大志,刘加杰,吴英. 机械研究与应用. 2018(03)
[6]吸水膨胀材料的研究现状[J]. 刘强,何曦. 材料导报. 2018(S1)
[7]耐超高矿化度遇水膨胀橡胶的制备及性能[J]. 周晓燕,陈竞哲,王建海,张潇,李再峰. 弹性体. 2018(02)
[8]共混型吸水膨胀橡胶的研究[J]. 张淑玲. 广东化工. 2017(16)
[9]吸水膨胀橡胶的研究现状和发展前景[J]. 铁磊磊,于萌,李翔,刘文辉. 化工新型材料. 2017(07)
[10]遇水膨胀橡胶的研究进展[J]. 李海花,张建生,赵玥. 山东化工. 2017(08)
博士论文
[1]反相悬浮聚合法—高吸水性树脂的合成与性能的研究[D]. 林润雄.北京化工大学 1998
硕士论文
[1]不同氢化度氢化丁腈橡胶结构性能分析及氯丁橡胶热氧老化性能研究[D]. 胡涛.北京化工大学 2013
[2]吸水膨胀橡胶的制备及其增容改性[D]. 徐智.武汉工程大学 2012
[3]偶联法乙丙橡胶/苯乙烯接枝共聚物制备[D]. 张倩.北京化工大学 2007
本文编号：2946232
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