胶乳水泥模型材料

一、引言混凝土坝等水工建筑物库满时的抗震动力模型试验和轻型混凝土结构的泄流振动模型试验,长期来缺乏合适的模型材料。为了解决这一问题,获得这类动力模型试验研究迫切需要的耐水、大容重、低弹模模型材料,我们结合生产,于七二～七三年间开展了研制新型模型材料的工作,胶乳水泥模型材料就是这期间工作取得的一个成果。几年来,胶乳水泥模型材料已在我院及一些兄弟单位的试验研究中被逐步采用,一些实际工程部门的同志也开始对它发生兴趣,可以预料它的潜力将被进一步发掘和利用。本文就胶乳水泥模型材料的原料、配方、制造工艺、特性和用途等方而作概括介绍,错误和不妥之处请批评指正。     

酶凝固天然橡胶硫化特性和力学性能的研究

采用溶菌酶和碱性蛋白酶凝固天然胶乳,考察了凝固方法对天然橡胶硫化特性、力学性能等的影响。结果表明,溶菌酶和碱性蛋白酶均能使新鲜天然胶乳顺利凝固。采用溶菌酶凝固新鲜天然胶乳,得到的天然橡胶蛋白质含量较高,硫化速率较慢,硫化胶具有较高的交联密度和力学性能,以及较高的玻璃化转变温度和压缩生热。而采用碱性蛋白酶处理新鲜胶乳,部分蛋白质被水解,导致天然橡胶中蛋白质含量下降,硫化速率加快,硫化胶具有较低的交联密度和力学性能。     

酶凝固天然橡胶硫化特性及力学性能的研究

采用溶菌酶和碱性蛋白酶凝固天然胶乳,考察了凝固方法对天然橡胶硫化特性、力学性能等的影响。结果表明,溶菌酶和碱性蛋白酶均能使新鲜天然胶乳顺利凝固;采用溶菌酶凝固新鲜天然胶乳,得到的天然橡胶蛋白质含量较高,硫化速率较慢,硫化胶具有较高的交联密度和力学性能,以及较高的玻璃化转变温度和压缩生热;而采用碱性蛋白酶处理新鲜胶乳,部分蛋白质被水解,导致天然橡胶中蛋白质含量下降,硫化速率加快,硫化胶具有较低的交联密度和力学性能。     

氧化镧掺杂氧化锌在天然胶乳预硫化工艺中的应用

采用氧化镧掺杂氧化锌代替普通氧化锌对天然胶乳进行预硫化,通过测定天然胶乳硫化程度以及硫化胶膜交联密度、溶胀指数、力学性能等,探讨氧化镧掺杂氧化锌对天然胶乳预硫化工艺和硫化胶膜性能的影响。结果表明,使用相同份数掺杂氧化锌取代普通氧化锌,能明显加快天然胶乳硫化反应速率,提高硫化胶膜的溶胀指数、交联密度和拉伸强度。在硫黄和促进剂用量不变的前提下,采用0.2份掺杂氧化锌代替0.5份普通氧化锌,硫化胶膜溶胀指数和交联密度略有下降,但力学性能基本保持不变。     

丁腈橡胶/聚氯乙烯/改性蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

采用胶乳共沉法和直接共混法制备了丁腈橡胶/聚氯乙稀/有机蒙脱土(NBR/PVC/OMMT)纳米复合材料.通过X射线衍射和透射电子显微镜对NBR/PVC/OMMT纳米复合材料的结构进行了表征,并研究其力学性能、耐油性能、耐热老化性能、硫化特性和动态力学性能.结果表明,所获得的复合材料是插层纳米复合材料;有机蒙脱土能够明显地促进NBR的硫化反应,使焦烧时间和硫化时间明显缩短;胶乳共沉法制备的纳米复合材料中的蒙脱土的分散更为均匀,其力学性能、耐油性能和耐老化性能明显优于直接共混法.     

由两种不同功能单体制备的油井水泥胶乳性能评价

固井工程是石油或天然气开采过程中一个很重要的环节,其成功与否关系着油气开采能否顺利进行.随着固井技术的发展,对固井水泥的性能要求越来越高,为了改善其性能,需要加入一些外加剂,如胶乳、降失水剂、缓凝剂和分散剂等.为了解决传统丁苯胶乳分散性差、流动性差和不耐高温等问题,本文采用种子乳液聚合的方式,选用两种不同的功能单体苯乙烯磺酸钠(SSS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),与苯乙烯、液体聚丁二烯进行共聚,制得了两种具有抗温抗盐性的功能性胶乳,使用了傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、纳米粒度分析仪、热重分析仪(TG)和场发射透射电子显微镜(TEM)对两种胶乳进行了表征,并对由两种胶乳改性的水泥的性能进行了水泥浆流动度、水泥石抗折抗压强度等测试.水泥浆流动度测试结果表明两种胶乳的分散性能良好,水泥浆流动性能好;热失重测试表明两种胶乳能承受400℃高温.同时通过水泥水化热测定对由胶乳改性的水泥水化过程进行了探究,证明了其优良的分散性及力学性能是由于胶乳分子上的负电荷对水化产物中所包含的Ca~(2+)的吸附作用,使得其结构更加致密,从而提高水泥石的性能,而且使用SSS作为功能单体时,由于其更好的吸附作用,相对于AMPS具有更好的耐温性、分散性、流动性.     

硅藻土改善胶乳水泥性能的室内研究

利用国产胶乳开发胶乳水泥体系时,通常采用外加剂的复配克服胶乳外渗和消除体系气泡。由于复配中需要注意的问题很多,给实际应用带来诸多困难;化学添加剂价格昂贵也增加 了 固井成本;这些问题给胶乳水泥体系的开发形成了障碍。通过室内研究发现,按照材料科学干涉原理,在胶乳水泥体系中加入一定量硅藻土,可克服胶乳外渗、消除体系气泡,并能提高水泥石的抗压与抗折强度、降低滤失量与析水量、增强体系的防窜性能;同时硅藻土价格低廉且用量较少,现场使用较为方便,具有很好的应用价值。     

丁苯胶乳改性水泥基材料的性能与机理研究进展

 丁苯胶乳（SBL）改性水泥基材料具有较好的流动性、保水性、与基材的黏结性、水密性、耐久性、抗化学腐蚀性、抗冻融性、良好的力学强度及延伸性能,而且其成本较低、使用便捷,得到较为广泛的应用。综述了SBL改性水泥基材料的性能和机理,介绍了SBL单独改性、SBL和其他胶乳共混改性、SBL和纤维改性、SBL和外加剂复合改性时,水泥基材料的物理和力学性能。从3个方面探讨了SBL改性机理：SBL对水泥水化过程的影响存在物理作用和化学作用;SBL对微观结构的主要影响是由乳胶粒子的分散和聚合物薄膜的形成所产生的;从孔洞结构看,SBL改变水泥基材料的孔径分布、特征孔径、平均孔径、最可几孔径、孔隙率等,提高了材料的内聚强度。分析表明,SBL改性水泥基材料具有性价比高、环境友好、使用寿命长、循环利用率高等优点。     

低弹性模数加重乳胶模型材料

本文介绍了一种能较好地满足动力相似律要求的结构模型材料—低弹性模数加重乳胶模型材料.对材料的配方、制造工艺、物理力学性能的测试技术作了简短的总结.     

聚丁二烯基胶乳水泥增韧剂的制备及性能评价

针对目前二元丁苯胶乳冻融、抗盐性差,苯丙胶乳分子链不稳定、耐热性能不好的问题,采用种子乳液接枝的方法引入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)作为功能单体与苯乙烯在聚丁二烯胶乳上接枝共聚合成了四元油井水泥增韧剂FTL,并对其性能进行评价.红外测试表明合成的FTL为目标产物.冻融及抗盐实验表明,FTL具有优异的冻融及抗盐稳定性.热失重实验说明FTL具有好的热稳定性,热分解温度达到410,℃.抗压抗折强度及三轴实验表明,FTL可以显著改善油井水泥石的韧性.扫描电子显微镜(SEM)显示,胶乳颗粒与水泥微缝隙交结面之间形成一桥接膜,而纯水泥则没有这种结构.胶乳水泥的高温配伍性实验说明,FTL与降失水剂、缓凝剂具有优异的配伍性.含FTL的油井水泥综合性能实验考察发现,其还具有控失水、流动度好及低游离液含量.     

丁苯胶乳在含Ca^2＋水泥浆体中的稳定性研究

对三种类型的乳化剂胶乳体系ＣＦＣ值的实验与分析，证明了乳化剂液相中Ｃａ＾２＋浓度对对丁苯胶乳稳定性的影响，对进一步研究了苯胶乳水泥混凝土具有指导意义。     

EPDM／NBR并用胶的制备及性能

讨论三元乙丙橡胶(EPDM)与丁腈橡胶(NBR)并用后其硫化胶的力学性能.从实验的结果可以看出,硫化并用胶的力学性能明显低于纯的硫化EPDM和NBR的力学性能.不同的硫化促进剂对硫化并用胶的力学性能有一定的影响.相对于用硫磺硫化的并用胶而言,用过氧化物硫化的并用胶的力学性能较好.     

不同硫化体系动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯共混型热塑性弹性体的性能研究

为了得到综合性能较好的三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）、聚丙烯（ＰＰ）热塑性弹性体（ＴＰＥ）,对３种不同硫化体系动态硫化制备的ＥＰＤＭ／ＰＰ共混型ＴＰＥ的性能进行研究．结果表明,采用酚醛树脂硫化体系制备的这类ＴＰＥ具有较好的力学性能及加工性能,硫磺体系制备的这类ＴＰＥ：具有较好的力学性能,但加工性能一般．过氧化物体系制备的这类ＴＰＥ,力学性能和加工性能均较差．     

高乙烯基溶聚丁苯橡胶硫化体系的研究

该文研究了平衡硫化体系（EV）、传统硫化体系（CV）、半有效硫化体系（SEV）和有效硫化体系（EV）对锡偶联高乙烯基溶聚丁苯橡胶（HVSSBR）硫化胶性能的影响。结果表明：平衡硫化体系下HVSSBR具有较好的加工安全性,普通硫化体系具有较快的硫化速度。有效硫化体系的断裂伸长率、拉伸强度、撕裂强度、耐磨性、抗热氧老化性能最好。有效硫化体系能赋予胶料较好的物理机械性能和动态力学性能。     

不同硫化体系动态硫化三元乙丙橡胶／聚丙烯共混型热塑性弹性？…

为了得到综合性能较好的三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）聚丙烯（ＰＰ）热塑性弹性体（ＴＰＥ）,对３种不同硫化体系动态硫化制备的ＥＰＤＭ／ＰＰ共混型ＴＰＥ的性能进行研究,结果表明,采用酚醛树脂硫化体系制备的这类ＴＰＥ具有较好的力学性能及加工性能,硫磺体系制备的这类ＴＰＥ具有较好的力学性能,但加工性能一般,过氧化物体系制备的这类ＴＰＥ,力学性能和加工性能的均较差。     

丁苯胶乳对固井水泥石性能的影响

针对油田中后期开发面临的固井水泥环受腐蚀、脆性破裂的问题,采用水泥石抗腐蚀性分析、试件抗压和抗折强度实验,对胶乳改善水泥石的抗腐蚀性和韧性进行了研究,分析了胶乳改善水泥石抗腐蚀性和韧性的机理。结果表明,胶乳水泥石比普通水泥石抗腐蚀能力明显提高;随着水泥石中胶乳加量增加,水泥石的脆性系数逐渐减小,抗折强度逐渐增大,韧性增强。m(胶乳)∶m(水泥)在1∶10～1.5∶10时,水泥石的致密程度最高,渗透率最小。     

橡胶胶乳改性水泥混凝土

本文综述了国内外六十年以来橡胶胶乳改性水泥混凝土的发展状况．并对丁苯胶乳、氯丁胶乳改性体系的各种配比，性能，和应用进行了综结和分析系．     

用NBR／PVC共混胶制备耐寒制品的配方研究

讨论了NBR/PVC共混胶与BR并用、相容剂、硫化体系、补强体系和增塑体系对配方硫化胶低温耐寒性能、耐油性和相关力学性能的影响,研制出了具有优良耐寒性能和力学性能的耐寒制品配方。该配方硫化胶的脆性温度可以达到-44℃,压缩耐寒系数在-20℃和-30℃下分别达到了0.78和0.33,耐油溶胀度达23.3%。     

油井水泥石脆性降低的途径及其作用机理

针对国内油田薄油层井、小间隙井和侧钻井固井后射孔及后续增产措施造成的水泥环脆裂(即二次窜流)问题,为了降低水泥石的脆性,正确评价不同材料对水泥石韧性或弹性的影响,对掺有胶乳、橡胶粉和PVA纤维水泥石的抗折强度、抗压强度、抗冲击功和弹性模量等力学性能进行了研究,并对3种材料的作用机理进行了剖析.研究结果表明,与净浆水泥石相比,掺有胶乳和橡胶粉水泥石的弹性模量分别降低了69%～76%和49%～60%,掺有PVA纤维水泥石的抗冲击功和抗折强度分别提高了9%～89%和16%～37%.胶乳、橡胶粉与水泥水化产物的有效铰接和桥联作用显著提高了水泥石的弹性,PVA纤维的有效阻裂作用显著提高了水泥石的韧性.     

油井水泥石脆性降低的途径及其作用机理

针对国内油田薄油层井、小间隙井和侧钻井固井后射孔及后续增产措施造成的水泥环脆裂（即二次窜流）问题，为了降低水泥石的脆性，正确评价不同材料对水泥石韧性或弹性的影响，对掺有胶乳、橡胶粉和PVA纤维水泥石的抗折强度、抗压强度、抗冲击功和弹性模量等力学性能进行了研究，并对3种材料的作用机理进行了剖析。研究结果表明，与净浆水泥石相比，掺有胶乳和橡胶粉水泥石的弹性模量分别降低了69％-76％和49％-60％，掺有PVA纤维水泥石的抗冲击功和抗折强度分别提高了9％-89％和16％-37％。胶乳、橡胶粉与水泥水化产物的有效铰接和桥联作用显著提高了水泥石的弹性，PVA纤维的有效阻裂作用显著提高了水泥石的韧性。