甜菜碱表面活性剂/交联聚合物微球复合体系的研究

针对油田开采的特点以及表面活性剂驱在采油中遇到的问题,本论文设法将交联聚合物微球深部调驱技术与表面活性剂驱技术相结合,提出了表面活性剂/交联聚合物微球复合体系,利用聚合物微球对稠油油藏高渗部分孔隙吼道的微观动态封堵及微球在孔隙中的滞留,提高化学驱的洗油效率,以达到提高采收率的目的,具备矿场实验条件。主要是对甜菜碱型表面活性剂和复合体系的界面性质进行评价,还通过模拟岩心实验对复合体系对岩心的封堵性能及驱油效率进行了评价,发现甜菜碱BCS-18和BBS-12与交联聚合物微球的复配溶液对于低渗透岩心的平均采收率可分别提高14.6%和14.7%。     

纳米Fe_3O_4表面聚合微粒制备及其尿样中二苯甲酮类化合物磁萃取应用

通过共沉淀法合成出四氧化三铁磁性纳米粒子,再用二氧化硅对磁性纳米粒子表面进行修饰,最后用分散聚合法合成出磁性聚合物微球.利用红外吸收光谱、热重分析和色谱方法对磁性聚合物微球进行结构表征、热稳定性和萃取性能的考察,并将其应用于尿样中二苯甲酮类物质的分离富集,优化了磁萃取条件,建立了尿样中二苯甲酮类物质的高选择性的分离分析方法.实验结果显示,尿样中的2,4-二羟基二苯甲酮、二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮在0.05300 ng/m L浓度范围内线性关系良好,检测限(S/N=3)为0.05 ng/m L.     

β-环糊精/碳微球复合材料的制备和表征

以可溶性淀粉为原料,经水热处理、产物的高温碳化制备碳微球;并以β-环糊精和碳微球为原料经反相乳液法制备β-环糊精/碳微球复合材料;利用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射等手段对产物的结构和性质进行了表征。结果表明:以可溶性淀粉为原料制得了粒径约5μm的单分散碳微球;同时也成功地制备了表面光滑、粒径约15μm的β-环糊精/碳微球复合材料。     

聚合物微球注入参数优化及运移规律研究

聚合物微球是油田广泛应用的一种深部调剖剂,为了解决聚合物微球现场注入参数问题,利用室内岩心封堵试验,以阻力因子和残余阻力因子为评价指标,优化了聚合物微球的注入浓度,注入量及注入方式.利用分段压差研究了聚合物微球在长岩心中的运移规律.结果表明:综合考虑聚合物微球性能与现场经济因素,聚合物微球的最佳注入浓度应为2000mg/L、最佳注入量为0.4PV、注入方式应采用连续注入方式.聚合物微球可以在岩心中不断地形成封堵和运移,其对岩心中部封堵能力最强,具有良好的深部调剖效果.     

壳聚糖修饰的Lysozyme-PLGA阳离子纳米药物的制备与表征

通过二环己基碳二亚胺将聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)活化,又与溶菌酶进行化学键合,再采用单乳化-溶剂挥发技术制备表面带正电荷的壳聚糖(CHS)PLGA纳米微球。对纳米微球制备条件进行了优化。结果表明在ρ(CHS)=3 mg/mL,ρ(PLGA)=5 mg/mL,溶菌酶与PLGA的质量比为0.2的条件下,得到的纳米微球包封率为87.8%,载药量为14.7%。微球粒径φ可控制在(450±50)nm之间,在pH=4时,纳米微球表面ζ电位为42.5mV。SEM图像显示经CHS修饰的Lysozyme-PLGA的纳米微球形状规整。药物释放试验显示纳米微球在20 d后释放达到70%,且释放曲线规整。     

不同浓度交联聚合物微球溶液的微观形态和流变特性

为了研究交联聚合物微球水溶液的流变性能与微球微观形态之间的关系,测定了不同浓度交联聚合物微球溶液的流变性能,利用环境扫描电镜观察了不同浓度交联聚合物水溶液中微球的微观结构形态,系统研究了微球溶液的流变性与聚合物微球浓度的关系,并分析了微球溶液流变性随浓度和剪切速率变化的原因。结果表明:随着聚合物微球浓度的增加,溶液的胀流性逐渐减弱,假塑性逐渐增强,时间效应也相应地增强;随着剪切速率的增加,低浓度的微球溶液与高浓度的微球溶液呈现出不同的流变特征,利用环境扫描电镜观察得到的水中微球的微观结构形态很好地解释了这一现象,为进一步研究深部液流改向和调剖机理提供理论支持。     

核磁共振研究聚合物微球调驱微观渗流机理

利用核磁共振研究聚合物微球调驱渗流机理,设计了不同粒径微球的注入实验,从微观角度分析了聚合物微球的驱油效果与驱油机理.对驱替后岩心不同直径孔隙内的流体分布进行了研究,得到了水驱、聚合物微球驱、后续水驱阶段驱出油的孔径范围以及剩余油分布.实验结果表明,聚合物微球调驱能够有效动用岩心中不同孔径中剩余油.不同尺寸聚合物微球对岩心的适应性不同,微米级微球主要适用于高渗岩心,纳米级微球主要适用于低渗岩心.     

聚合物微球粒径与岩芯孔喉的匹配关系研究

根据岩芯孔喉基本计算公式,计算岩芯的平均孔喉直径,通过吸水膨胀后不同大小聚合物微球在岩芯中的封 堵效果,研究了聚合物微球大小与岩芯孔喉的匹配关系,确定了聚合物微球在岩芯中具有稳定封堵性能时微球粒径与 岩芯孔喉直径的比值范围。从聚合物微球吸水膨胀性能、剪切前后微球粒径变化、不同大小聚合物微球在岩芯中的封 堵效果、与岩芯匹配后的聚合物微球调剖作用对水驱采收率的影响几个方面,研究了聚合物微球大小与岩芯孔喉的匹 配关系,从而为聚合物微球调剖体系大小选择提供实验依据。研究表明,当聚合物微球粒径与岩芯孔喉直径比值在 0.33～1.50 时,聚合物微球可以在岩芯中形成稳定的封堵能力,当聚合物微球粒径与孔喉直径比值在1.20～1.50 时,聚 合物微球兼具良好的运移能力和封堵效果。     

以碳酸钙为模板微波水热合成碳酸羟基磷灰石微球

通过将碳酸钙微球浸入到磷酸氢二铵溶液中,并在60℃条件下进行微波水热处理,获得了直径约为1μm的羟基磷灰石微球,其转化机理为溶解-再沉淀反应。碳酸钙微球浸入到磷酸氢二铵溶液中后,在微波辅助作用下,钙离子从碳酸钙表面释放并与溶液中的磷酸根离子进行反应,获得了羟基磷灰石微球,该微球保持了起始球霰石的形状和尺寸。本研究为可控构象的磷灰石基生物材料的制备提供了简便而有效的方法。     

接枝聚合物PVA—g—PNIPA的合成

采用自由基溶液聚合制备了具有温敏性的N-异丙基丙烯酸胺的线性均聚物（PNIPA）。利用活性酰胺与聚乙烯醇（PVA）中羟基的交换反应将PNIPA接枝在PVA链上得到接枝聚合物PVA-g-PNIPA。用化学交联法在W/O体系中将PVA-g-PNIPA制成微球。结果表明,接枝聚合物仍具有温敏性。接枝聚合物中PNIPA的含量随PNIPA/PVA（投料比）的增加而增加,并且影响微球的成球率。     

聚二乙烯苯基炭微球的制备

采用分散聚合的方法合成了粒径0.5～1.5μm的聚二乙烯苯(PDVB)微球。惰性气氛下对其进行炭化研究，结果表明：纯PDVB微球在700℃下会软化熔融，炭化收率为31.2%；空气中250～320℃的氧化处理有效提高了PDVB微球的热稳定性，经后续炭化处理得到了炭化收率大于40%的PDVB基炭微球，石墨化后得到了晶化程度提高的炭微球。用扫描电镜、透射电镜、红外光谱和X-射线衍射对样品的形貌和结构变化进行了表征，可能的交联反应机理为：在热空气中，氧气与PDVB中的悬垂双键发生反应，分子链中有羟基和羧基基团出现，羟基和羧基的酯化反应增加了PDVB的交联程度，使其能在700℃下保持球形。     

功能性聚N-乙烯基乙酰胺接枝聚苯乙烯微球的制备

采用链转移自由基聚合和端基置换反应的方法，合成了苯乙烯单封端聚N-乙烯基乙酰胺(PNVA)大分子单体，以此大分子单体为反应性分散稳定剂，使之与苯乙烯在乙醇／水的混合介质中进行分散共聚反应，制得表面PNVA接枝聚苯乙烯(PNVA-g-PSt)聚合物微球．利用凝胶渗透色谱、激光光散射仪和电子显微镜等对聚合物的相对分子质量、微球动力学直径及其形态进行了表征．结果表明：PNVA大分子单体浓度、苯乙烯浓度、引发剂浓度和聚合温度对微球粒径有较大的影响；溶剂组成对聚合物微球的形态有明显的影响．     

SiO2-Al2O3/HA空心微球的制备及相关机理研究

采用化学沉积技术在SiO2-A12O3空心微珠表面沉积羟基磷灰石获得SiO2-A12O3/HA空心微球.结果表明羟基磷灰石以颗粒状均匀地沉积在空心微珠表面,且所得微球仍具有理想的球形结构;SiO2-Al2O3/HA空心微球中除构成SiO2-A12O3空心微珠的主要组分(3Al2O3·2SiO2、SiO2)及羟基磷灰石外...     

微米级碳微球载体的制备

以蔗糖为碳源采用一步水热法制备碳微球,研究了合成温度、时间对碳微球粒径、分散性、产率的影响.利用X射线衍射和扫描电子显微镜等表征手段对制备的碳微球的结构、粒径和形貌进行了表征,并进一步研究了其形成机理.结果表明:温度在低于140℃时并未生成碳微球,碳微球的合成温度必须大于160℃,升高反应温度和延长反应时间均有利于碳微球产率的提高,但过高的温度和过长的反应时间会加剧碳微球的团聚现象.     

对羟基苯甲酸分子印迹聚合物中模板分子的洗脱

以对羟基苯甲酸为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,采用悬浮聚合法制备对羟基苯甲酸分子印迹聚合物,通过索氏提取和超声波/离心提取工艺洗脱模板分子,利用扫描电镜对洗脱后的印迹聚合物进行表征,并对洗脱后聚合物的吸附性能进行评价.实验结果表明,与索氏提取工艺相比,超声波/离心提取工艺在16.5h内快速地洗脱印迹聚合物,洗脱后的印迹聚合物的形貌呈微球形状,粒径分布在0.5~6μm之间,对模板分子具有良好的吸附性能.采取该方法可以快速检测环境中的对羟基苯甲酸.     

多齿胺磁性微球的制备及应用

利用传统的共沉淀法合成纳米级磁性Fe₃O₄,并用油酸和十二烷基磺酸钠双层表面活性剂对其进行改性,制备出稳定性好,能够很好的分散到极性溶剂中的磁流体。以磁流体为种子,通过乳液聚合方法以甲基丙烯酸甲酯（MMA）和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为原料进行交联共聚得到了表面带双键的磁性微球,再利用二乙烯三胺（DETA）与磁性微球表面的双键发生迈克尔加成反应使其氨基化,最后用丙烯酸正丁酯(BA)与DETA改性磁性微球表面氨基反应得到多齿胺配体。通过FTIR对其结构进行了表征,元素分析测得其含氮量约为1.0mmol/g。进一步将此种配体与CuCl配位并多次重复应用于催化CCl₄与MMA及三氯乙酸甲酯与苯乙烯（St）的原子转移自由基加成（ATRA）反应,通过气相色谱法测定了原料的转化率随时间变化。结果表明：在催化CCl₄与MMA和三氯乙酸甲酯与St的ATRA反应中,此种配体至少可以重复使用5次,且第一次转化率在40h内可达到80%以上,第5次时仍可达到35%以上。     

以活性自由基聚合法制备硅球表面修饰的色谱固定相

研究工作探索了一种新型的基于活性自由基聚合的硅球表面改性的方法。这种方法将引发转移终止剂（initiator—transfer—terminator agent,Iniferter）接枝于硅球表面,在加入单体并引发的条件下,进行硅球表面聚合物包覆改性。由于改性后的硅球表面仍存在Inifener,可以进行进一步的修饰,得到多层不同性质的表面。本文探索了进行硅球微球表面接枝Iniferter及进行聚甲基丙烯酸异辛酯表面改性的工作,改性后的硅球微球作为色谱固定相,可以分离不同的烷基苯异构体。     

聚合物微球粒子的自组装制备

采用溶剂置换自组装方法使用聚苯乙烯和聚苯乙烯-嵌段-异戊二烯制备了两种表面结构不同的聚合物微球粒子.SEM和TEM结果表明,采用聚苯乙烯为原料得到了表面光滑的微球,采用嵌段共聚物得到了表面具有波纹结构的微球,表明这种自组装过程是一种高度有秩序的单层分子排列过程.     

聚合物核壳结构微球的同步辐射显微表征研究

针对聚合物核壳结构微球的结构特点,引入了同步辐射显微技术对微球的结构和组分进行了初步研究.利用同步辐射X射线显微成像技术对微球的内部形貌进行了表征,观测到壳层内壁大多呈光滑的圆弧,也有局部由若干个小圆弧连接组成;利用同步辐射红外显微光谱法对核内物质的组分进行了研究,结合X射线显微成像技术观察到的微球壳层内壁的高吸收现象,初步验证了微球内铁离子在辐照下被还原的化学反应过程,表明了利用聚合物核壳结构微球来开展化学反应研究是可行的.     

纳米Al2O3表面有机功能化改性及表征

为了改善α相纳米Al2O3在聚合物中的分散性和界面粘合力，用4，4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）对纳米Al2O3表面进行了有机功能化改性，采用X衍射光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）和红外光谱（FTIR）等手段，研究了在纳米Al2O3表面引入MDI对颗粒表面状态、分散性的影响．研究结果表明，改性后70％的纳米Al2O3表面被MDI包覆，颗粒主要以初级粒子的形式分散在乙醇中，并在理论上证明该反应机理为纳米Al2O3表面羟基与异氰酸酯基团中碳氮双键之间的加成反应．