改性脂肪酸提切剂的研制及其应用

合成一种可在油基钻井液中代替有机土的改性脂肪酸提切剂,测定提切剂对乳液流变性能的影响,分析乳液样品的三段式触变性,使用冷冻电镜观察提切剂对乳液微观结构的影响,采用界面流变仪分析提切剂对油水界面流变性的影响,分析提切剂的作用机制,在高密度油基钻井液中进行适用性评价。结果表明:提切剂有利于提高乳液黏度尤其是低剪切速率黏度;加入提切剂后,乳液具有优良的触变性,并观测到蜂窝状结构;提切剂能够显著增强油水界面弹性模量和界面膜强度,有利于乳液稳定;提切剂吸附在油水界面,通过氢键作用在乳液中构建三维网架结构,从而增强弱凝胶结构和提高切力;与含有机土的油基钻井液相比,使用提切剂的无土相油基钻井液具有较优异的流变结构与电稳定性。     

NP/DBS混合乳化剂对苯丙乳液性能的影响

分别采用丙烯酸丁酯和苯乙烯作为软硬单体，NP和DBS的混合乳化剂作为乳化体系，采用过硫酸钾作为引发剂，并引入功能性单体甲基丙烯酸，用半连续种子乳液聚合工艺来制备苯丙乳液．在聚合过程中改变加入的乳化剂量．研究了乳化剂对苯丙乳液的平均粒径、稳定性、吸水率、粘度和流变性等性质的影响．研究结果表明随着乳化剂用量的增大，乳液胶粒的平均粒径减小，而乳液的粘度和胶膜的吸水率却增大．乳液的稳定性受乳化剂中非离子乳化剂和阴离子乳化剂的质量配比影响较大，而乳液的流变性则与乳化剂的浓度无关．并对乳化剂对乳液性质的影响原因进行解释和分析．因此，在制备不同用途的苯丙乳液时，必须要严格控制乳化剂的浓度及配比．     

莺琼盆地高温高密度水基钻井液流变性调控方法

南海莺琼盆地高温高压地层钻井安全密度窗口窄,对钻井液流变性要求苛刻,而高密度钻井液因固相含量高其流变性调控难度大,因此研究高密度钻井液流变性的影响因素和调控方法对确保该地区高温高压钻井安全至关重要。本文提出通过控制钻井液处理剂液相粘度来调节水基高温高密度钻井液流变性新方法,并通过毛细管黏度法评价了莺琼盆地两套高温高压水基钻井液体系的流变性能以及液相黏度,对高密度水基钻井液流变性影响因素进行了评价和分析。结果表明,钻井液的液相黏度和固相含量是影响高密度钻井液的关键因素,钻井液体系的液相黏度由处理剂液相黏度决定,而固相含量主要由加重材料的品质决定。进一步评价结果表明,磺化类降失水剂液相黏度最低,其次为改性天然高分子降失水剂,合成类的聚合物型降失水剂液相黏度最高;钻井液在相同组成和密度条件下,重晶石品质越高,即密度越高,粒径越小,所配制的高密度钻井液流变性越优。由研究结果可得出,选择低液相黏度处理剂、低剂量膨润土和优质重晶石是高密度水基钻井液流变性调控的主要技术手段。     

膜乳化法制备微小粒径单分散乳液

利用自制的SPG(Sh irasu-porous-g lass)膜乳化实验装置研究了制备具有微米级粒径的单分散乳化液体系新方法。对于给定微孔膜孔径条件下,连续相流速和乳化压强成为膜分散过程主要控制因素,对所制备乳液粒径单分散性质起决定作用。对于给定的乳化压强,连续相流速增大,制得的乳液液滴尺寸减小,乳液单分散性增强;保持较高的连续相流速,在临界乳化压强以下,逐渐增大乳化压强使得乳液液滴尺寸增大,乳液单分散性几乎不受影响,超过临界乳化压强后,乳液液滴尺寸急剧增大,乳液单分散性变差。根据上述规律确定合适的工艺条件,使用孔径为0.9μm的SPG膜进行煤油/水体系的膜乳化实验,合成平均粒径3.24μm,分散度为0.56的O/W型稳定乳液。     

聚甘油单硬脂酸酯乳化二甲基硅油及乳液表征

用聚甘油单硬脂酸酯复配乳化1 Pa.s的二甲基硅油,考察复配乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB)对乳液体积平均粒径、乳液黏度、乳液离心稳定性的影响以及乳液的耐高温稳定性。结果表明:复配乳化剂HLB值对乳液体积平均粒径、黏度、离心稳定性的影响显著,选择高聚合度的亲水型乳化剂和高聚合度的亲油型乳化剂进行复配乳化,有利于形成稳定的硅油乳液。最佳乳化条件为乳化剂(二聚甘油单硬酯和八聚甘油单硬脂酸酯,HLB=10.5)、硅油和水的质量比为7∶23∶70。在最佳乳化条件下制得的乳液体积平均粒径为8.06μm,黏度为387 mPa.s,固相质量分数差为2.91%。乳液高温稳定性良好,在110℃保持5 h,乳液体积平均粒径增大至11.63μm,固相质量分数差增大至6.12%。     

球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉对Pickering乳液形成的影响

为了提高淀粉颗粒的乳化能力,以球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉为颗粒乳化剂,大豆油为油相,制备水包油型Pickering乳液。采用激光粒度仪、研究级正置显微镜、流变仪等对Pickering乳液外观、液滴粒径、显微形态及动态流变特性进行表征,考察淀粉颗粒质量浓度(1、5、10、20、30mg/mL)和油相体积分数(10%、20%、30%、40%、50%)对乳液稳定性和流变特性的影响。研究发现:增加颗粒质量浓度导致乳化相体积增加,液滴粒径减小;随着油相体积分数的增加,乳化相体积增加,液滴粒径增大。当颗粒质量浓度为20mg/mL,油相体积分数为40%时,乳液的乳析现象明显改善。球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉颗粒吸附在油/水界面,有效抵抗了液滴聚结,使乳液在储存30d后仍表现出良好的稳定性。流变特性表明:乳液内部存在弹性凝胶网络结构,随着颗粒质量浓度和油相体积分数的增加,液滴间堆积变得更紧密,从而增加了乳液黏度和凝胶强度,使其抵抗形变能力增强。球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉颗粒具有良好的作为Pickering乳液稳定剂的潜力。     

D4阳离子型细乳液的制备及其稳定性

八甲基环四硅氧烷(D₄)细乳液聚合的成核场所是单体液滴，其液滴尺寸决定了聚合机理与乳液稳定性。文中研究了D₄阳离子型细乳液的制备技术及其静置稳定性和离心稳定性。结果表明助乳化剂的溶解与扩散、乳化剂对单体液滴的覆盖程度，助乳化剂与乳化剂的协同作用、均质化强度对成核方式和细乳液稳定性均有显著影响。通过均质化分散技术，在少量乳化剂和助乳化剂存在下，制备了窄分布、平均粒径小于100nm的稳定的D₄细乳液，可实现D₄阴离子开环细乳液聚合。     

酸解时间对小颗粒淀粉性质及稳定Pickering乳液的影响

以玉米淀粉为原料,采用酸解、辛烯基琥珀酸酐(OSA)疏水改性和冷冻粉碎复合改性方法制备小颗粒淀粉,研究了酸解时间对小颗粒淀粉及稳定Pickering乳液的影响.利用扫描电子显微镜和粒径分析仪对小颗粒淀粉的形态与粒径分布进行表征,探究了小颗粒淀粉在Pickering乳液中的应用.结果表明:随着酸解时间延长,小颗粒淀粉颗粒粒径明显降低,其体积平均粒径由原淀粉的15.6μm降低到6.6μm;颗粒呈碎片状,且分散均匀;OSA改性取代度随酸解时间延长而降低;以小颗粒淀粉为乳化剂制备Pickering乳液,乳液稳定性随着颗粒粒径的减小而增加;乳化指数随着乳液贮存时间的延长而降低,并趋于稳定;酸解48 h和72 h复合改性小颗粒淀粉制备的乳液稳定性较好,贮存30天后乳化指数保持在60%.     

丙烯酸甲酯对羧基氯丁胶乳聚合体系的影响

研究了丙烯酸甲酯（MA）对聚乙烯醇为乳化剂的氯丁二烯和甲基丙烯酸乳液共聚合的影响。结果表明,共聚单体MA的加入量为30%时,氯丁胶乳制备过程中体系的黏度从约1.36Pa·s降低到0.10Pa·s左右;乳胶粒的平均粒径随着MA含量的增加逐渐减小。根据聚合过程中体系黏度和粒径变化规律提出在MA存在下,分散聚合机理占主导地位。     

新型丙烯酸酯抑尘剂的合成及应用性能

以丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主要单体，采用传统的乳液聚合方法合成了稳定的聚丙烯酸酯水溶性抑尘剂乳液，考察了单体配比、引发剂和乳化剂用量对乳液性能的影响。此外，还采用黏度、IR、TG、SEM等方法对乳液进行了表征，研究了其作为固沙抑尘剂时的固沙抑尘效果。结果表明MMA质量含量25%、引发剂占单体质量0.8%、乳化剂质量含量3%时，所得产品作为固沙抑尘剂使用效果好，热稳定性和黏度等满足室外抑尘的需要。     

超高速旋转填充床连续可控制备乳液研究

首次提出采用超高速旋转填充床对分散相单独做功连续制备乳液,考察了操作参数和填料规格对乳液粒径和粒径分布的影响规律。研究发现上述操作条件对乳液分散相的粒径和粒径分布具有显著影响,并获得了较优操作条件：转速9 000 r/min,乳化剂质量分数4.2%,油相流量15 L/h,填料类型为3D打印填料;在该条件下制备出平均液滴粒径约为12 μm的乳液。建立了用于预测分散相粒径的数学模型。所得结果为连续、可控、低成本制备乳液提供了一条新途径。     

水性肠溶型药用包衣材料的制备

利用乳液聚合方法,以甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯为主要原料,成功制得了一种肠溶型药用包衣材料。讨论了乳化剂的种类、配比、用量以及加料方式对乳液性能的影响。研究结果表明:以阴/非离子乳化剂配比为3∶1的乳化体系制得的乳液性能较好,其中乳化剂总量为3%时,乳液粒径小,涂膜附着力为1级。     

基于多季铵盐改性纳米SiO_2的Pickering乳液的制备及其性能研究

采用多季铵盐(MQAS)对亲水型纳米SiO_2进行表面改性,并以改性后的纳米SiO_2为乳化剂,制备Pickering乳液,探讨乳化剂浓度、温度、pH、盐的加入对上述Pickering乳液稳定性的影响。结果表明,与MQAS和亲水型纳米SiO_2单独乳化相比,MQAS改性后的纳米SiO_2的乳化性能更为优异。随着MQAS浓度的增加,乳液的出水率降低。随着pH的降低,乳液的出水率逐渐增加,液滴粒径逐渐增大,这说明当pH较低时,多季铵盐与纳米SiO_2之间的静电相互作用受到影响,从而导致乳液的稳定性下降。随着NaCl浓度的增加,乳液出水率和液滴粒径均逐渐增大,这说明盐的加入屏蔽了多季铵盐离子头基的电荷,从而导致乳液稳定性降低。     

高熔点聚乙烯蜡微乳液的制备及其性能

针对聚乙烯蜡难乳化,过程复杂,所得微乳液蜡含量低的问题,选用Span80和OP-6复配作为乳化剂,系统研究了乳化剂HLB值、乳含量、乳化时间、固含量、剪切速率等对聚乙烯蜡微乳液性能的影响。通过测定粒径分布、离心法和静置法等研究了所得微乳液的性能,研究结果表明,乳化温度为130℃,乳化剂HLB值为10.5,乳化剂含量为9.6%,乳化时间为30 min,蜡含量30%,剪切速率为1000 r/min时,所得聚乙烯蜡微乳液的粒径最小(1.2μm)、稳定性最好,在3000 r/min时离心10 min或在室温下静置90 d,所得样品不分层且无任何变化。     

乙醇柴油乳液性能研究

研究了乙醇质量分数从5%增加到25%时乙醇柴油乳液的密度、黏度、表面张力和稳定性,总结出乙醇含量对乙醇柴油乳液理化性质的影响。结果表明,乳化剂适宜用量为3%,乳液的表面张力、密度、黏度、稳定时间随乙醇含量的增加呈现减小趋势,乳液的粒径在0.1μm~15μm之间。     

聚醋酸乙烯酯/蒙脱土纳米乳液的性能影响因素

基于单体原位插层半连续乳液聚合法,制备了涂料用聚醋酸乙烯酯/蒙脱土纳米复合乳液,对影响纳米复合乳液性能的反应温度、乳化剂用量、引发剂用量以及MMT质量分数进行了单因素研究.XRD,FT-IR和TEM分析结果表明:65～70 ℃条件下,当乳化剂用量0.6 g,引发剂用量0.6 g以及MMT质量分数为3%～5%时,MMT片层在PVAc基体中基本呈单分散状,形成了剥离型纳米复合材料,其纳米化程度最大,乳液MMT单片层的数量最多;此时MMT的分散程度最高、阻隔性能最好,大大降低了水的扩散速度与吸水率,延长了耐水时间.测试表明:乳液质量分数达到33%～35%,静置于水中135 h胶膜不开胶脱落,其耐水性能是PVAc乳液(不含MMT)的2.7倍.     

石蜡/β-环糊精自组装及在大粒径烷基硅油乳液中的应用

以石蜡和β-环糊精为原料,通过分子自组装合成一种新型固体颗粒乳化剂,采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和热分析仪(TGA)对产物进行分析表征,并将制备的颗粒乳化剂用于乳化长链烷基硅油制备大粒径乳液。通过光学显微镜(OM)和粒度分析仪分析乳液滴的形貌和大小,并对乳液的耐温性、耐酸碱性和耐电解质性进行测试。结果表明:石蜡与β-环糊精质量比为1∶8,自组装颗粒的用量为长链烷基硅油质量的50%时,乳液体系分散均匀,乳液滴为规整的球形,乳液层的平均粒径为43.5μm。颗粒物中石蜡组分的熔点越高,乳液的耐温性越好;乳液在酸性条件下的稳定性好于碱性条件下的稳定性;在低浓度电解质溶液中,乳液的稳定性良好,但高浓度电解质溶液会使乳液的稳定性受到不同程度的破坏。     

反应型乳化剂在硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液合成中的应用

用硅溶胶、丙烯酸酯类单体,KPS为引发剂,以反应型乳化剂与十二烷基磺酸钠（SLS）为复合型乳化剂,采用乳液聚合法制成了硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液。研究了反应型乳化剂的加入方式、与SLS配比、乳化剂总用量等因素对乳液性能的影响。结果表明采用在滴加单体前加入反应型乳化剂,二者（反应型乳化剂与SLS）质量比为2∶1,乳化剂总量为0.5%时,可以得到稳定性、耐水性和光泽较好的乳液。动态激光散射仪测试表明,该乳液复合粒子的平均粒径为50.1nm,分布宽度为0.075。     

阳离子乳化沥青对水泥乳化沥青浆体流变性的影响

采用流变仪测定水泥乳化沥青(CA)浆体的流变曲线,考察沥青与水泥质量比、沥青的组成和阳离子乳化沥青中乳化剂含量对CA浆体表观黏度和屈服应力的影响,通过激光粒度仪测定乳化沥青平均粒径,探讨乳化沥青平均粒径对CA浆体流变性的影响。结果表明:CA浆体属于非牛顿流体,呈现剪切变稀的特性;CA浆体的表观黏度和屈服应力都随沥青与水泥质量比和乳化沥青中乳化剂含量的增加而增大,随沥青质质量分数的增加而降低;CA浆体的表观黏度和屈服应力与乳化沥青的平均粒径负相关。     

甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯微乳液共聚合的研究

在70℃,以过硫酸钾(KPS)和亚硫酸钠氧化还原引发体系作为引发剂,将甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)进行微乳液共聚合,成功制得了固含量为35％、平均粒径在45nm左右的蓝色半透明微乳液．进一步考察了引发剂及乳化剂用量对微乳液粒子粒径的影响;深入研究了微乳液的粒子形态、粒径大小及其分布和微乳液流变性能．