吸收剂量和增容剂对CR/PAANa遇水膨胀橡胶性能的影响

采用辐射硫化技术制备了氯丁/聚丙烯酸钠遇水膨胀橡胶,考察了在一定辐射剂量时增容剂对膨胀橡胶力学性能、膨胀性能和质量损失率的影响,以及辐射剂量对质量损失率的影响.结果表明,增容剂有利于提高力学和膨胀性能,降低质量损失率,辐射剂量提高有利于质量损失率的降低.     

地下工程管片密封橡胶承受高水压作用的力学分析

水膨胀橡胶是一种新型防水材料 ,具有优良的止水性能。但止水橡胶在深水工程中的受力分析和破坏模式却很少研究。主要阐述了深水条件下膨胀橡胶的止水机理 ,从接面压力和材料力学特征分析了止水橡胶结构失效的 3种模式 ,从而给出了止水橡胶的计算模型。该模型在计算中充分考虑了 3种失效模式 ,并结合工程实例进行了具体的计算分析 ,对指导深水工程防水设计具有较高的参考价值     

烯类单体与丁腈橡胶直接共混制备吸水膨胀橡胶

用水溶性烯类单体与丁腈橡胶直接共混制备吸水膨胀橡胶ＷＳＲ（ｗａｔｅｒ－ｓｗｅｌｉｎｇｒｕｂｂｅｒ）,并对ＷＳＲ的亚微观形态、吸水膨胀特性、力学性能和浸水稳定性进行了研究。ＴＥＭ研究证明,水溶性单体与橡胶共混可制得亲水组分在橡胶相中分散均匀的ＷＳＲ;烯类单体的聚合反应活性越高,所制得的ＷＳＲ的吸水膨胀率越高;其由丙烯酸钠与橡胶共混制得的ＷＳＲ力学性能和耐久性与高吸水树脂／橡胶共混型ＷＳＲ相似     

高压实膨润土膨胀力预测研究

作为高放射性核废物深地质处置库缓冲回填材料,高压实膨润土的膨胀力是其缓冲性能的关键指标.在详细阐述膨润土水化膨胀过程的基础上,系统总结了膨胀力的预测机理、理论模型及试验验证的最新研究成果.国内外学者主要基于扩散双电子层理论,建立了膨润土膨胀力的预测模型;通过室内试验,研究了初始干密度、初始含水率等因素对膨润土最终膨胀力的影响规律.理论模型与试验结果对比分析表明,现有模型对蒙脱石含量较高、初始干密度较大的膨润土拟合性较差.实际上,高压实膨润土的膨胀过程包括晶层膨胀和扩散层膨胀,而现有理论模型仅适用于膨润土扩散双电层膨胀阶段,无法涵盖膨润土晶层膨胀阶段.同时,现有理论模型仅适用于预测膨润土的最终膨胀力,难以反映出处置库长期运营期间环境变化所导致的膨胀力演化过程.     

吸水膨胀橡胶作为封堵剂的室内评价

选择两种吸水膨胀橡胶(Water Swellable Rubber )作为堵水剂,测试其在清水和1%的NaCl溶液中的膨胀率,并进行室内岩心封堵和热失重实验.实验结果表明,吸水膨胀橡胶在55℃清水中的膨胀率高达650%、热失重率小于3%,对裂缝有很强的封堵能力.     

膨润土膨胀变形的分形模型

膨润土的膨胀变形计算一直是核废料处置库垫层设计的关键难题之一,膨润土的膨胀变形过程就是膨润土吸水过程,膨润土吸附水体积与膨润土的表面特征有关,膨润土的表面特性可以采用分形模型描述,由此可以建立膨润土吸附水体积与上覆压力的关系.根据膨润土表面和膨润土膨胀后的团粒(aggregate)的分形模型,建立了膨润土膨胀变形、膨胀压力、侵蚀(自由膨胀)和饱和膨润土压缩变形的计算理论,导出由溶质吸力产生的有效应力表达式,建立了有效应力表示的盐溶液中膨润土膨胀变形方程,并得到膨胀变形试验数据的验证.结果表明,膨润土吸水体积是上覆压力的幂函数,指数为Ds-3;侵蚀临界剪切应力是膨润土团粒的有效密度、直径的幂函数,膨润土侵蚀质量是水流量的幂函数,指数是团粒分维的函数.     

盐溶液对高庙子钠基膨润土膨胀性能的影响

内蒙古高庙子钠基膨润土被确定为我国高放核废物深地质处置库的缓冲回填材料,为研究其在化学屏障方面的表现,对在NaCl,KCl,CaCl_2,MgCl_24种浓度均为0.5 mol/L的盐溶液及蒸馏水入渗下的内蒙古高庙子钠基膨润土试样进行了自由膨胀率及膨胀力试验。结果表明:膨润土试样的竖向膨胀力大于其径向膨胀力,且在初始阶段膨润土膨胀力发展迅速,一段时间后增长减缓并趋于稳定;盐溶液作用下的膨润土膨胀性能发生了衰减,且不同盐溶液(即不同金属阳离子)对膨润土膨胀性能有着显著不同的影响;膨润土的自由膨胀率与其膨胀力成正相关,即自由膨胀率越大,则相应的膨胀力也越大,Na~+,K~+对高庙子钠基膨润土膨胀性能的削弱作用均要强于Ca~(2+),Mg~(2+),即在研究范围内,低价阳离子对高庙子钠基膨润土膨胀性能的影响要大于高价阳离子;膨润土径向膨胀力与竖向膨胀力的比值为0.6左右,且该比值与入渗液的种类无关。研究结果可为高庙子钠基膨润土化学屏障性能的判定提供依据。     

SBR/PAANa遇水膨胀橡胶的力学及膨胀性能研究

研究了SBR/PAANa混炼型遇水膨胀橡胶的力学及遇水膨胀性性能.结果表明,PAANa含量越高,SBR/PAANa膨胀性能和压缩永久变形性越高,但拉伸强度逐渐降低;相对于在去离子水中,增加金属离子浓度或者金属离子电荷都会使SBR/PAANa膨胀性能下降.     

橡胶聚合物在碳氢溶剂中的膨胀特性

为了验证碳氢有机溶剂在橡胶中的运输机理及运输特性,并为后期研究吸热型碳氢燃料与橡胶的相容性做准备,用浸泡/称量法对硫磺硫化体系(分别填充快压出炭黑和SiO2)、过氧化物硫化体系和混合硫化体系的天然橡胶在有机溶剂中的膨胀现象进行了研究。膨胀达到平衡时,快压出炭黑填充的硫磺硫化体系具有最小的溶剂吸收量,过氧化物硫化体系具有最大的溶剂吸收量。分别研究了交联密度、溶剂分子和温度对有机溶剂在橡胶中扩散的影响规律,并从热力学角度进行了详细分析。结果表明:实验所用橡胶-溶剂系统中,扩散结果偏离了Fick模型,为无规则扩散,且扩散系数随溶剂摩尔体积、相对分子质量、分子链的长度增加而减小;交联密度增加时溶剂的扩散减少,橡胶吸收溶剂的量减小;对二甲苯和丙苯比实验所用的烷烃有机溶剂更易使橡胶膨胀;在实验温度范围内,温度升高时橡胶的吸收量增加。     

有机改性凹凸棒石的性能表征及应用研究

凹凸棒石黏土经过添加分散剂并进行机械搅拌、超声和离心处理后得到提纯,采用硅烷偶联剂(Si69)对凹凸棒石进行表面有机改性;测定了改性凹凸棒石的膨胀倍,通过FT-IR、TOC和分散性试验对改性前后的凹凸棒石进行表征;将得到的改性凹凸棒石应用到橡胶补强中,并对橡胶的力学性能进行了测试,结果表明,改性后的凹凸棒石具有明显的疏水性,并且提高了橡胶的力学性能。     

高庙子膨润土和砂混合物膨胀变形特性及其预测

以高庙子钠基膨润土为试验材料, 利用单向固结仪进行一维浸水膨胀、浸水湿陷以及膨胀力试验, 分析了该膨润土在不同掺砂率下浸水膨胀和湿陷变形特性等问题, 并根据蒙脱石孔隙比的概念, 分析了饱和时的膨润土及其掺砂混和物的变形特性. 试验结果表明, 在低掺砂率下充分吸水膨胀湿陷或不变形时, 膨润土与砂混合物的蒙脱石孔隙比与垂直应力的关系在对数坐标系中是一条直线, 并且可据此预测膨润土及膨润土掺砂混和物在不同的干密度、掺砂率下吸水至饱和时的变形量及膨胀力. 分析砂骨架孔隙比对高掺砂率膨润土混合物的试验结果, 可预测形成砂骨架时的垂直应力值.     

膨胀式尾管悬挂器在长段套损井补贴中的应用

华北、辽河、长庆等油田的某些长段套损井甚至全井套管腐蚀井,修复套损技术难度较大,成本较高。开发了膨胀管悬挂小套管二次完井技术,利用膨胀管悬挂器悬挂长段小套管+管外自膨胀封隔器完井;在常规5(1/2)″套管井眼中新增一层套管结构。研制了胀锥锁紧装置,避免了未完成固井即完成悬挂的问题。通过室内试验对膨胀式尾管悬挂器膨胀性能、密封性能、悬挂性能、膨胀管+遇水膨胀橡胶膨胀后密封性能以及配套工具进行检验,结果满足现场试验要求。该技术目前已在华北、长庆等油田应用多口井,应用效果良好。     

膨润土膨胀力长期衰减特性的数值分析

利用Phreeqc软件对膨润土缓冲层在多场耦合作用下10 000 a内的孔隙溶液浓度、晶层离子交换量及蒙脱石含量变化进行数值模拟,并结合分形理论,计算得到膨润土垫层的膨胀力在长时间尺度下的衰减变化过程。研究结果表明:膨胀力衰减幅度由膨润土垫层与围岩接触的外边界至内部逐步降低;海水环境中膨胀力衰减较地下淡水环境更为显著;膨润土的膨胀力经一段时间衰减后趋于稳定且10 000 a后仍存在较高膨胀力,证明膨润土能长久地有效确保核废料处置库的安全性。     

膨润土及掺砂混合物膨胀变形试验研究

膨润土作为高放废物深层地质处置的缓冲/回填材料,非常有必要研究其物理力学性能。本文利用固结仪对钙基膨润土及其掺砂混合物进行了一系列膨胀变形的试验研究,分析了膨胀变形特性与初始干密度和含水率之间的关系。试验结果表明:膨润土及掺砂混合物的膨胀应变主要取决于膨润土及掺砂混合物的最初干密度和膨润土含量,随着初始干密度的增加而增加,随初始含水率的增加膨胀变形逐渐减小。     

PDMS膜中气体的膨胀及偏摩尔体积

在２５℃，５０ａｔｍ下的研究在明：聚合物乳液和橡胶中，Ｎ＿２、Ｏ＿２、Ａ＿ｒ、ＣＨ＿４、ＣＯ＿２和Ｃ＿２Ｈ＿５的吸收及聚合物的膨胀取决于气体的吸收。在乳液中低溶解度和高溶解度气体的吸附等温线可由享利定律和Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ方程来描述。而在含有２９％硅纤维的橡胶中，尽管在Ｏ＿２和ＣＨ＿４的吸收中观察到明显的滞后现象，但气体的吸收仍遵循ｄｕａｌ－ｍｏｄｅ吸收模型。在两种聚合物体系中，膨胀等温线皆随压力的增加呈直线或指数上升。我们认为：气体分子被吸收到纤维粒子的徽孔内而没有参与膨胀。橡胶中溶解气体的偏摩尔体积可由吸收和膨胀数据来确定。这个值近似等于乳液中的偏摩尔体积（４８～６０ｃｍ￣３／ｍｏｌ）。     

膨润土-砂混合物碱热耦合老化后的膨胀性能

在高放射核废物地质处置中,膨润土-砂混合物作为其人工屏障的一种缓冲回填材料,长期受到含盐地下水与地热、化学衰变热的双重碱热耦合作用,导致该材料封闭性能衰退。为了研究膨润土-砂混合物在碱热耦合作用后的膨胀性能,将膨润土分别放入密封容器中用1 mol/L的Na OH溶液浸泡并置于90℃的高温烘箱中进行2～12个月的碱热耦合反应,模拟膨润土在地质库中的运行情况,考察了碱热耦合老化后膨润土-砂混合物恒体积膨胀力与膨润土自由膨胀率指标。结果表明,碱热耦合老化作用会显著降低膨润土-砂混合物的膨胀性能,随着老化时间的延长,膨润土-砂混合物的膨胀力和膨润土的自由膨胀率都明显减小。研究成果可为高废处置库长期运行的稳定性和安全性预测提供参考。     

橡胶混凝土的应用实验研究

本文介绍了橡胶混凝土的应用和研究概况，与普通混凝土相比，橡胶混凝土具有质量轻、耐久性能、减震性能和隔声性能好等特点，已逐渐在公路、桥梁、铁路、民用建筑和军事建筑等中应用。目前橡胶混凝土的研究主要集中在使用性能方面，建立完善的理论体系和试验研究方法将有力于推动橡胶混凝土的广泛应用。     

盐溶液浸润下团粒膨润土的膨胀与渗透性能研究

为有效阻滞海边垃圾填埋场污染物迁移,填充施工缝隙,提出通过制备团粒膨润土,提高膨润土的压实度,获取其低渗透、强吸附和适宜膨胀能力来改善这一现状.在团粒膨润土制备过程中,其膨胀性能与渗透性能是否产生影响亟需验证.以团粒膨润土与普通膨润土压实试样为研究对象,其含水率为20%,干密度为1.69 g/cm~3.选取2.0 mol/L浓度的CaCl_2溶液模拟浸润环境,开展膨胀与渗透试验,对溶液浸润后的压实土样进行压汞试验分析,对渗透性及膨胀性进行综合评价.结果表明:与去离子水浸润条件下相比,团粒膨润土在CaCl_2溶液浸润条件下的膨胀力明显降低,降幅达到30%.团粒膨润土在CaCl_2溶液浸润条件下的渗透系数显著增大,数量级从10~(-14)增大到10~(-13),即高浓度盐溶液对团粒膨润土的膨胀力与渗透系数影响程度较大.研究结果对海边垃圾填埋场的设计具有参考价值.     

微纳米级粘土/ 橡胶复合材料

对粘土在橡胶中的应用进行了一次比较全面的回顾, 总结了近年来粘土在橡胶中应用的新进展。文中分别以粘土/ 橡胶微米复合材料和粘土/ 橡胶纳米复合材料为主题进行了讨论。首先概述了陶土微米粒子表面改性的几种技术方法, 介绍了微米粒子进一步精细化措施, 评述了红粘土/ 天然橡胶母胶的性能优劣。然后综述了现有的粘土/ 橡胶纳米复合材料制备的方法, 对其进行了归类, 从技术难度和分散效果等方面进行了比较, 并提出了一些潜在的制备方法。其中, 作者认为工业化最可许的方法是粘土水分散体/ 橡胶乳液互穿纳米复合技术。最后,作者总结了粘土/ 橡胶纳米复合材料的一些特性: 高补强性、优异的阻隔性和良好的浅色及透明性。基于此, 对粘土/ 橡胶纳米复合材料在橡胶工业中的应用提出了一些设想和展望。     

初始含水率对膨润土膨胀特性的影响

为了获得初始含水率对膨润土膨胀特性的影响规律,进行了不同初始含水率条件下无荷膨胀率、有荷膨胀率和膨胀力室内试验。试验结果表明:中等膨胀势膨润土在吸水饱和过程中无荷膨胀率、有荷膨胀率逐渐增大,且经历快速膨胀期、缓慢膨胀期和膨胀稳定期3个阶段。初始含水率越小,快速膨胀期历时越短,膨胀速率越快。随着初始含水率的增加,膨润土的无荷膨胀率、有荷膨胀率和膨胀力均呈减小趋势,且无荷膨胀率、有荷膨胀率线性递减,而膨胀力与初始含水率呈现良好负指数关系。