双酚A酚醛树脂纳米复合材料的性能研究

以双酚A取代苯酚作主要原料，利用有机改性的蒙脱土作为纳米粒子，通过原位聚合法制备了双酚A酚醛树脂基纳米复合材料，研究了蒙脱土纳米粒子对复合材料热稳定性、力学性能和特性黏度的影响。实验结果表明，纳米蒙脱土的加入提高了复合材料的性能；且蒙脱土用量为1％时，复合材料的性能最好。     

聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的结构与力学性能

选用钠基蒙脱土和2种烷基季铵盐(十八烷基季铵盐和双十八烷基季铵盐)改性的蒙脱土，采用熔融共混的方法制备聚氯乙烯／蒙脱土纳米复合材料，并通过广角X射线衍射和透射电镜对复合材料的结构进行了表征．研究了蒙脱土种类和用量对复合材料力学性能的影响．结果表明，3种复合材料均具有插层型结构，钠基蒙脱土用量在ω＝0．5％-7．0％，有机蒙脱土用量在20＝0．5％-3．0％时，复合材料的综合力学性能均有明显提高；有机蒙脱土用量ω＞5．0％以后，材料的力学性能降低，热稳定性变差．     

KH570-MMT改性蓖麻油基紫外光固化水性聚氨酯涂料的研究

本文通过分子结构设计,以异佛尔酮二异氰酸酯、蓖麻油为主要原料,制备主链和端基均含不饱和双键的紫外光固化水性聚氨酯涂料,将其与硅烷偶联剂改性的有机蒙脱土混合,得到有机-无机纳米复合材料(KH570-MMT);采用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)等对产物进行表征,并考察有机蒙脱土添加量对涂膜性能的影响。结果表明:KH570-MMT的加入提高了复合涂膜的热稳定性,当KH570-MMT的添加量为5%(wt)时,热失重温度T5%由256℃提高到281℃;随着有机蒙脱土加入量的增加,涂膜的拉伸强度不断增大,断裂伸长率先增大后减小。     

二氨基二苯甲烷/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

用镍离子交换树脂将钠基蒙脱土转化为镍基蒙脱土，在不同的溶剂配比条件下引入4，4′-二氨基二苯甲烷配体，使镍离子与有机胺仵蒙脱土层间进行配位反应，制备出蒙脱土纳米复合体，并对其结构进行表征．XRD结果表明蒙脱土的层间距在引入有机配体后由1．178nm变为1．519nm．漫反射光谱结果显示蒙脱土层间引入有机配体后峰位发生明显偏移．热分析结果显示有机配体引入蒙脱土层间后，其热效应发生了较大改变，增加了2个吸热峰．     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料力学性能研究

采用十六烷基三甲基澳化铵为插层剂,国产钠基蒙脱土为原料,制备得到了有机蒙脱土.以聚四氢呋喃二醇(PTMG)为软段,2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)为扩链剂,采用原位聚合的工艺路线制备出不同硬段比例和有机蒙脱土含量的聚氯酯/蒙脱土纳米复合材料.通过正交设计实验考察了,nNCO/nOH,MOCA扩链系数及有机蒙脱土含量等因素对聚氨酯弹性体力学性能的影响.结果表明,有机蒙脱土的含量对聚氨酯拉伸强度可产生较大影响,当其含量为3%,nNCO/nOH=2.15,MOCA扩链系数为0.9时,拉伸强度为20.9 MPa;nNCO/nOH对聚氨酯的断裂伸长率影响较大,当蒙脱土含量为3%,nNCO/nOH=2.1,MOCA扩链系数为0.8时,断裂伸长率可达435%.     

改性蒙脱土复合母粒对聚丙烯结晶性能的影响

将功能化聚乙烯蜡／有机蒙脱土插层复合母粒与聚丙烯(PP)共混，制备了有机蒙脱土填充的聚丙烯．采用X-射线衍射分析、差示扫描量热等温结晶分析和非等温结晶分析方法研究了有机蒙脱土复合母粒对聚丙烯结晶性能的影响，采用阿夫拉米(Avrami)方程的Jeziorny修正法研究了聚丙烯的非等温结晶动力学．结果表明，一部分有机蒙脱土可进一步被PP插层，使层间距增大，同时有机蒙脱土复合母粒使一部分PP由α晶型转变为β晶型．有机蒙脱土复合母粒填充PP的最快结晶的温度为400K．有机蒙脱土复合母粒能有效促进PP异相成核，提高PP的结晶速率和结晶温度，但对结晶速率常数影响不大．     

蒙脱土对PEO-PDMS基聚合物电解质的性能影响

分别将钠基蒙脱土(Na-MMT)和有机改性蒙脱土(OMMT)引入到聚氧化乙烯-聚硅氧烷(PEO-PDMS)聚合物电解质体系中,通过溶液浇铸法制备得到新型蒙脱土复合聚合物电解质材料.适量加入蒙脱土,可有效降低聚合物体系的结晶度,提高聚合物电解质的电导率,室温下样品Na-MMT-6%电导率达到2.24×10-5 S/cm.同时,蒙脱土质量分数的增高还有利于聚合物电解质体系的热稳定性及力学性能的提高.此外,由于有机改性蒙脱土片层间距较钠基蒙脱土大,因此相同添加量下,二者对聚合物电解质的材料性能的影响存在差异.      

混炼插层法制备天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料

采用有机改性蒙脱土和新型补强性促进剂，通过混炼插层法制备了天然橡胶／蒙脱土纳米复合材料，用X射线衍射和透射电镜表征了纳米复合材料的结构和形态，用表观交联密度测定和红外光谱研究了蒙脱土与橡胶的相互作用，同时用X射线衍射法研究了混炼和硫化过程中天然橡胶分子链对蒙脱土的插层过程．结果表明，蒙脱土在橡胶基体中以纳米级厚度片层分散；补强性促进剂能加强蒙脱土与橡胶间的结合；天然橡胶分子链在混炼过程中便开始对蒙脱土进行插层，并主要在焦烧时间前的硫化诱导期内完成大部分插层过程，硫化开始后蒙脱土的纳米级分散进一步完善，直至硫化完成．添加2％～10％有机蒙脱土的天然橡胶／蒙脱土纳米复合材料的力学性能和动态力学性能优于40％N770炭黑补强的硫化胶．     

Zr－PILC的表面酸性和催化性能研究

用吡啶吸附红外光谱和氨程序升温脱附等手段对锆交联蒙脱土的表面酸性进行研究，结果声明：锆交联蒙脱土与原土相比酸中心增多，酸强度增大，主要是增加Ｌ酸。以甲醇胺化反应为探针研究锆交联蒙脱土的酸催化性能，结果表明：锆交联蒙脱土样品的胺化反应活性和选择性均高于Ｎａ－土，胺化反应的活性位主要是Ｌ酸位。     

膨胀阻燃聚丙烯复合材料的制备及其性能研究

为了进一步提高聚丙烯材料的阻燃性能,将一种新型大分子三嗪氰系成炭剂与包裹聚磷酸铵复配,通过熔融共混法制备膨胀阻燃聚丙烯复合材料,并研究了有机改性蒙脱土对此阻燃体系的热稳定性以及阻燃性能的影响。适当加入有机改性蒙脱土有利于提高材料的阻燃性能和热性能。在保持添加剂总质量分数25%不变的情况下,添加2%有机改性蒙脱土时,阻燃聚丙烯材料的极限氧指数上升到31.5,相比未添加样品,材料的阻燃性能有了明显的提高,但过量的有机改性蒙脱土反而会降低材料的阻燃性能。耐水性实验结果表明,此种膨胀阻燃聚丙烯复合材料具有优良的耐水性能。     

MCS黏土防膨剂的合成

为了解决低渗透储层黏土膨胀所带来的地层伤害以及产量影响,合成了一种以一乙醇胺为反应原料的低分子量黏土防膨剂MCS,根据线性膨胀仪的测定结果得到最优反应过程;采用岩屑滚动实验评价其长效性;通过红外光谱验证其结构;利用显微镜对比观察作用黏土微观形貌得到不同溶液的实际作用效果。结果表明:最佳反应温度为80℃,一乙醇胺与环氧氯丙烷摩尔质量比为1∶1,溶剂用量为40%,反应时长为6 h;红外光谱表明其具备目标产物的各种特征峰;通过测试其不同添加浓度与不同p H下对黏土稳定性能的影响,得到最优添加量为3%,此时膨胀高度最低为2. 98 mm,具有良好的抗酸碱性且作用效果持久;使用显微镜观察得到MCS除具有一定稳定作用外,与高分子量阳离子聚合物相比,分散不产生聚块且使用效果显著。     

臭氧催化氧化含油黏土的去油效果及动力学研究

针对热化学处理罐底油泥过程中产生的高难处理含油黏土(含油率为6.5%), 开发一种以天然铝矿石为催化剂的臭氧催化氧化处理技术。在优化处理条件下, 黏土的含油率可降低到1.2%, 满足SY/T7301—2016标准规定的处理要求。为进一步研究催化剂对臭氧催化氧化体系的贡献度, 从动力学角度出发, 分别对臭氧氧化与臭氧催化氧化两个过程中的反应活化能和反应速率常数进行比较, 结果表明, 添加催化剂后油泥的去除速率提高2~3倍, 反应活化能降低近84.2%, 从而在动力学上定量地说明该催化剂的有效性。该技术作为罐底油泥含油黏土副产物的一种深度处理技术, 进一步完善了罐底油泥的资源化、无害化处理体系。     

十二烷基氯化磷改性蒙脱土去除球形棕囊藻的研究

近年来,赤潮的频繁爆发与危害已引起了各沿海国家及地区的关注与重视,并成为研究热点。该研究采用离子交换法制备了以十二烷基氯化磷为改性剂的改性蒙脱土,优化了改性蒙脱土的制备条件,并考察了其对球形棕囊藻Phaeocystis globosa赤潮的灭杀控制作用和稳定性。结果表明,反应温度为60℃,搅拌时间为6h,反应溶液pH为7,改性剂与蒙脱土的阳离子交换容量（CEC）摩尔比1.5∶1.0时制备的除藻剂效果最好,当藻细胞起始密度为3.5×106cell.mL-1,改性蒙脱土用量为20.0mg.L-1时,作用48h后除藻率大于93.2%。除藻率随时间的延长而增加,呈现明显的剂量—效应和时间依赖关系;除藻率随藻细胞起始密度的增加而减小。     

利用低品位天然钙基膨润土制备低成本有机粘土实验研究

对辽宁建平低品位天然钙基膨润土进行有机化改性,采用正交实验的方法,得到制备有机土的优化工艺条件为：20 g天然膨润土,6.25 g改性剂,150 mL水,搅拌时间3 h,静置时间2 d。XRD分析表明改性土的d(001) 值从膨润土原土的1.5286 nm增大到2.1567 nm,TG-DTA、FT-IR等方法均证明有机改性剂已进入膨润土的层间,并对改性后的有机膨润土进行了疏水亲油性分析。通过一次性改性工艺制备出有机粘土,革新了传统工艺中只能利用工业产品钠基蒙脱石与试剂纯长碳链季铵盐有机阳离子（HDTMA）进行离子交换反应而制备有机粘土技术,大大降低了有机粘土的制备成本。     

4,4’-二氨基二苯甲烷固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

首次采用离子交换法直接用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土,制备出具有理想层间距的有机土,X射线衍射(XRD)分析的结果表明有机蒙脱土的层间距由1.49nm扩大到2.21nm.然后制备了环氧树脂/DDM/MMT纳米复合材料,并用XRD研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层、剥离行为.研究表明,蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响,只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.     

白泥稳定化处理重金属污染土壤的研究

用白泥作阻隔剂通过土柱浸滤实验对土壤中重金属Cu、Zn、Cr、Pb的迁移规律和阻隔效果进行了研究.结果表明:白泥对重金属Cu、Zn、Cr、Pb有显著的阻隔效果,阻隔土样中白泥的含量别为3%、5%、8%、12%,随着白泥含量的增大,滤液的p H值和阻隔土层截留的重金属量增大,滤液中重金属浓度降低.重金属的存在形态对其在土壤中的迁移特性有一定的影响,在土样中加入白泥,重金属的稳定态含量增加,对土壤中重金属的迁移产生阻隔作用.     

黏土矿物水化膨胀及无机盐溶液对其抑制作用

为揭示富有机质页岩水化膨胀机理,借助于X射线衍射仪对富有机质页岩中主要黏土矿物水化膨胀规律及无机盐溶液对其抑制效果进行了物理实验研究。结果表明：随着去离子水浸泡时间的增加,蒙脱石、伊利石和绿泥石都可以发生一定的膨胀,表明三种黏土矿物都可以发生水化反应,但蒙脱石晶层间距的膨胀程度远高于伊利石和绿泥石。无机盐溶液可以抑制蒙脱石和伊利石的水化膨胀,且对伊利石水化膨胀抑制性更好。不同类型无机盐的抑制效果受到无机盐溶液浓度的影响,在无机盐溶液浓度小于1.2 mol/L时,随着浓度的增加,同种类型无机盐溶液的抑制作用逐渐增强。加入无机盐溶液后随着时间的推移,黏土矿物水化作用始终在进行,晶层间距仍在增大,即无机盐溶液不能完全杜绝黏土矿物水化反应的发生。该研究成果可为页岩气水平井井壁稳定、水力压裂设计及现场工程应用提供技术参考。     

泥粉对聚羧酸减水剂水泥净浆流变性的影响

为探究泥粉和聚羧酸减水剂对水泥净浆流变性的影响,在掺入聚羧酸减水剂母液和两种复配助剂的基础上,分别外掺1%,2%,3%的高岭土型和蒙脱土型泥粉,并采用Bingham流变模型系统地研究泥粉掺量、种类和聚羧酸减水剂助剂对水泥净浆屈服应力及塑性粘度的影响规律.通过X射线(XRD)小角度衍射、总有机碳(TOC)、Zeta电位对宏观试验结果进行验证.结果表明:增大泥粉掺量可降低聚羧酸减水剂水泥净浆的流变性;高岭土型普通黏土对降低聚羧酸减水剂水泥净浆流变性的程度小于蒙脱土型膨润土;异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG类)保坍型助剂F1对水泥净浆流变性的促进作用大于异丁烯基聚氧乙烯醚(HPEG类)减水型助剂F2.     

致密储层水敏感性伤害垂向差异因素分析及保护措施优选

库车北部构造带吐格尔明段明南1井水敏感性损害在垂直方向存在明显差异特征,研究表明以克孜勒努尔组(J1 kz2)、阳霞组(J1 y2)和阿合组(J1 a1、J1 a2)为主的小层位表现出较高的水敏感性损害.结合X衍射分析、CT扫描和铸体薄片等方法进行验证,结果显示储层组中黏土矿物整体体积分数处于8.77％ ～17.52％,较高的黏土含量且含有大量溶蚀颗粒等因素是造成水敏感性损害的主要原因;从物性因素分析,退汞率和孔喉半径随井深深度呈现逐渐降低的趋势,部分小层位孔喉连通性较差;上述控制因素在垂向上表现出明显的差异性,是明南1井水敏感性损害垂向差异的主要原因.此外,通过黏土稳定剂损失率实验,优选出降低明南1井水敏感性损害的两种最佳选择,3％YLN-07可最有效防止黏土损失,黏土损失率降低14.97％;若综合考虑经济效益等方面,0.5％HES黏土稳定剂是最为理想的选择,黏土损失率降低12.5％.     

活性白土的化学改性及其作用机理研究

为了探讨活性白土的化学改性及其作用机理,对活性度最高和脱色率最大的两种典型活性白土,分别采用Ca(OH)2为改性剂进行无机改性和十六烷基三甲基胺为改性剂进行有机改性。实验结果表明,采用Ca(OH)2改性时,Bronsted酸活性中心和Lewis酸活性中心均可参与反应,以脱色率最高的活性白土为原料,阴离子交换容量可达1.404 mmol/g;采用十六烷基三甲基胺改性时,只有Bronsted酸活性中心参与反应,以活性度最高的活性白土为原料,有机烧失量可达0.775 mmol/gMMT。XRD分析表明所有改性活性白土的层间距均增加。采用一价阳离子改性时,反应比较容易,可采用简单的湿法工艺;采用二价阳离子改性时,反应比较困难,必须采用温度较低的干燥反应工艺。