十二烷基硫酸钠-长链醇体系泡沫性能与表面参数关系研究

使用德国KRSS公司生产的DSA100界面扩张流变仪,采用小幅周期振荡法在室温下考察十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基硫酸钠/长链醇体系的泡沫性能(起泡性和稳定性)与表面参数(表面张力和表面扩张流变性)之间的关系。结果表明:向SDS溶液中分别加入十二醇、十四醇、十六醇和十八醇,体系的起泡体积和析液半衰期会随着醇的链长的增加先增大后减小,表面张力会先减小后增大,而体系的扩张模量、弹性模量和表面黏度都会先增大后减小;体系的起泡性由表面张力和表面黏弹性共同决定;体系的析液半衰期随着扩张模量、弹性模量和黏性模量增大而增大,并且析液半衰期与弹性模量具有较为明显的线性关系。     

泡沫-聚合物复合体系性能及长期稳定性评价

针对稳泡剂对泡沫体系XHY-4作用,开展了复合泡沫体系性能及长期稳定性评价实验。实验结果表明,当XHY-4有效浓度为0.15%、稳泡剂HPAM浓度1 200 mg/L时,复合泡沫体系较单一泡沫体系的发泡能力没有明显变化;但稳定性有很大提高,析液半衰期和泡沫半衰期增幅分别为119%和131%,并且随温度和矿化度的增大,泡沫稳定性降低;复合泡沫体系的稳定性与稳泡剂HPAM视黏度随老化时间变化具有相关性,均表现为随老化时间的增加,先呈缓慢下降趋势再大幅减少;第30 d和第60 d稳泡剂HPAM的黏度保留率分别为70%和16.6%;而较未老化时的析液半衰期分别下降23.4%和30.6%,泡沫半衰期分别下降9.52%和42.4%。驱油实验结果表明复合泡沫体系较单一泡沫体系更能够提高采收率,其增加幅度达5.43%;但复合泡沫体系提高采收率幅度随老化时间的增加而减小。     

水成膜泡沫灭火剂性能的影响因素分析

根据水成膜泡沫灭火剂的灭火原理,从氟碳表面活性剂的碳链长度以及试验温度等角度,分析了氟碳表面活性剂表面张力以及铺展系数的变化;其次采用主动供气泡沫枪,研究了气液混合比对发泡倍数的影响;最后利用传统自吸式泡沫枪,从接收距离和喷嘴直径大小等维度分析发泡倍数的变化。试验结果表明,发现其碳链长度越长,表面张力越低,铺展系数随温度的升高先增加后趋于稳定;发泡倍数随气液混合比的增加先增大后趋于稳定;增大泡沫枪喷嘴直径和延长泡沫接收距离,发泡倍数均呈现先增大后趋于稳定;但增加的幅度并不是太明显。     

压缩空气泡沫析液过程分析

利用压缩空气泡沫灭火系统和析液装置,对典型的蛋白型A类泡沫灭火剂在压缩空气泡沫产生方式下的泡沫析液(泡沫溶液的质量分数取0.3%~2.4%)过程进行了实验研究,同时通过建立分析模型来反映析液过程.研究发现泡沫在析液之前存在延迟现象,析液速率并非从一开始就递减,而是先有一个峰值,峰值过后其值逐步降低并趋近于0,此时析液质量趋于平稳.实验表明:最大析液速率、析液速率常数、50%析液时间都与溶液质量分数相关,增大溶液质量分数则最大析液速率、析液速率常数都会呈指数衰减而50%析液时间则呈指数上升.模型和实验结果的对比很吻合,能恰当地反映压缩空气泡沫的析液过程.     

高温高压条件下泡排剂PP-F13发泡性及稳定性评价

使用改进气流法,对泡排剂PP-F13在高温高压条件下的发泡能力、稳定性及携液能力开展了实验评价。结果表明,高压有利于泡沫性能,随着压力的增大,泡沫稳定性显著提高,20 MPa的泡沫半衰期较常压增幅为199.14%,并且压力高于10 MPa后,泡沫稳定性提高幅度不大;而随着温度的增加,泡沫稳定性大幅度降低。压力与温度对泡沫的发泡性影响都不大。稳泡剂能够改善泡排剂的高温稳定性,其中无机稳泡剂SiO_2稳泡能力优于有机稳泡剂HPAM及CMC,适用于高温气藏条件。当压力10 MPa、温度120℃时,含SiO_2复合泡沫体系的泡沫半衰期是相同条件下无稳泡剂泡沫体系的3.59倍,达到1 295 s。高温高压动态携液实验表明,气流速度较低时,SiO_2稳泡剂对泡排剂携液能力作用小,但随着气流速度的增大,SiO_2复合泡沫体系携液能力较无稳泡剂泡沫体系有显著提高。     

单甘油脂类泡沫的稳定机理

对单甘油脂类表面活性剂单硬脂酸甘油酯(GMS)及单月桂酸甘油酯(GML)的发泡性能及泡沫稳定性进行研究,同时用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及α-烯基磺酸钠(AOS)做对比实验.采用黏度仪和偏光显微镜分析溶液及泡沫相态的流变行为和微观结构,来探讨发泡性能及泡沫稳定性机理.结果显示,溶液浓度是主要影响因素,当ω(GMS)为0.1%～10%时,发泡体积存在一个最大值,在同一浓度时其泡沫稳定时间长于GML.当ω(GMS)达到4%时,其泡沫半衰期达到20 d以上.比较微观结构发现,溶液中超过临界胶束浓度(CMC)后形成的聚集体(层状液晶)具有减缓排液速率、增强Gibbs-Marangoni效应及使泡沫粒径均一化等特性,共同作用增加了泡沫稳定性.     

化学改性发泡剂对泡沫铝材料性能的影响

采用熔体发泡法,利用化学镀镍改性的TiH₂作为发泡剂制备了泡沫铝,分析了改性TiH₂发泡剂的热分解行为,研究了改性TiH₂发泡剂加入量对泡沫铝材料孔隙率、压缩性能和阻尼性能的影响.结果表明,改性TiH₂发泡剂有效提高了释氢反应的开始温度,将释氢反应开始温度从480℃提升至550℃,并降低了释氢速率;随着改性发泡剂添加量的增加,泡沫铝的孔隙率增大,压缩强度变小,阻尼性能呈现先增大后减小的变化趋势;当加入质量分数1.5%的改性发泡剂时,泡沫铝的孔隙率达88%,孔洞分布及尺寸相对均匀,压缩强度、阻尼性能等综合性能良好.     

B质量分数对620℃时效中FB2钢组织和力学性能的影响

通过扫描电镜、拉伸性能测试和硬度测试等对620℃长期时效中不同B质量分数的FB2钢进行组织观察和力学性能分析。研究结果表明：在FB2钢620℃长期时效中,M₂₃C₆相的平均尺寸随时效时间的延长逐渐增大,其平均尺寸随B质量分数的增加而逐渐减小;Laves相在时效1 000 h后析出,并且随着时效时间的延长不断长大粗化,其平均尺寸随B质量分数的增加而逐渐减小;BN夹杂物的析出量随B质量分数的增加而逐渐增大。FB2钢的拉伸性能随着时效时间的延长而逐渐减弱,随B质量分数的增加先增强后减弱,并且在B质量分数为0.010%时拉伸性能达到最强。FB2钢的硬度随着时效时间的延长而逐渐减小,随B质量分数的增加先增大后减小,并且在B质量分数为0.010%时硬度达到最大。当B质量分数由0增加到0.010%时,拉伸性能和硬度的增大是M₂₃C₆相和Laves相的平均尺寸的减小所引起的;当B质量分数由0.010%增加到0.030%时,拉伸性能和硬度的减小是BN夹杂物析出量的增加所导致的。为充分发挥钢中B、N的强化作用,同时提高...     

十二烷基苯磺酸钠泡沫循环利用室内研究

利用十二烷基苯磺酸钠(ABS)对钙盐的敏感性,根据十二烷基苯磺酸钙与碳酸钙的溶解度不同,利用沉淀转化原理,实现十二烷基苯磺酸钠泡沫的循环利用.由ABS-CaCl2-Na2CO3组成循环泡沫基液,在室内研究了不稳定泡沫(质量分数为0.6%的ABS,以下配方物理量皆为质量分数)、稳定泡沫(0.6%ABS+0.2%XC+0.2%HV-CMC)和硬胶泡沫(0.6%ABS+0.2%XC+0.2%HV-CMC+5.0%膨润土)的循环特点.结果表明:不稳定泡沫在室内循环6次以后,发泡体积由700mL降为510mL,半衰期由4.7min降为3.6min;稳定泡沫循环6次以后,发泡体积由510mL降为460mL,半衰期由22.5min降为18.2min;硬胶泡沫循环4次以后,发泡体积由480mL降为420mL,半衰期由34.7min降为26.4min.可通过补充少量的十二烷基苯磺酸钠,或是通过添加稳泡剂来提高泡沫质量,增强泡沫的稳定性,实现十二烷基苯磺酸钠泡沫的循环利用.     

SiO_2/SDS复合体系CO_2泡沫驱油性能实验研究

以无机SiO_2纳米颗粒与SDS协同稳定的CO_2泡沫为研究对象,研究了该复合体系泡沫的耐温、耐油性能,并通过物理模拟实验研究了其驱油机理及性能。结果表明:复合体系中SDS质量分数为0.25%、SiO_2纳米颗粒质量分数为1.5%时,CO_2泡沫在80℃条件下半衰期可达25.3 min,相比较单一SDS体系CO_2泡沫半衰期延长23.8 min;原油体积分数10%时,复合体系CO_2泡沫半衰期相较于单一SDS体系CO_2泡沫延长18 min;复合体系CO_2泡沫对于附着在岩石壁面上的原油具有更为明显的"擦除"作用,这种作用与泡沫在多孔介质中的快速反复运动相结合能够进一步提高洗油效率;随着复合体系质量分数的增加,采收率增幅逐渐增加,当SiO_2纳米颗粒质量分数达到1.5%时,可提高采收率30.3%;22~80℃实验温度范围内,复合体系CO_2泡沫提高采收率均达到20%以上。     

新型防灭火材料固体泡沫特性实验

为提高泡沫材料的发泡倍数并降低成本,进行了固体泡沫特性及其添加无机物(黄沙)的实验研究.通过分析原料A马丽散与发泡剂B在不同配比下混合及混合加沙后固体泡沫的发泡特性,找出最佳配比和最佳含沙质量分数使发泡倍数最大,对比分析添加无机物前后的经济成本,并在天池矿102尾巷采空区进行了现场应用研究.结果表明:原料A马丽散、发泡剂B的最佳配比为1:1.2,当含沙质量分数为25%时发泡倍数最大为14.220且防灭火效果较好.     

氮气泡沫热水驱油室内实验研究

利用现场提供的起泡剂和原油等原料 ,在室内对泡沫剂进行了评价 ,对岩心驱油效果及改善波及体积进行了实验研究 ,分析了氮气泡沫热水驱提高采收率的机理 ,并对影响氮气泡沫热水驱油效率的泡沫剂的起泡性、半衰期、最优气液比、起泡剂质量分数等因素进行了分析。结果表明 ,在一定起泡剂质量分数范围内 ,随着气泡质量分数的增加 ,起泡能力、半衰期和阻力因子也增加。最优气液比为 1∶2 ,最佳气泡剂质量分数为 0 .3%。在非均质油层(模型 )中泡沫的驱油效果比在均质油层 (模型 )中的更好 ,残余油饱和度降低了 2 1.1% ,采收率提高了 31.2 %。     

发泡剂对冷再生沥青混合料强度特性的影响

为改善泡沫沥青发泡性能及其冷再生混合料强度,掺入不同种类发泡剂进行改性.采用沥青发泡试验、混合料力学试验、电镜扫描试验及红外光谱试验研究了发泡剂种类和质量分数对沥青发泡特性、冷再生沥青混合料强度及微观物化特性的影响.结果表明:发泡剂可有效提升发泡性能和再生混合料力学强度;随发泡剂质量分数的增加,各项性能均先提高后降低,...     

绿泥石颗粒效应对泡沫稳定性的影响

利用改进的Hallimond管,以甲基异丁基甲醇(MIBC)为起泡剂,研究起泡剂质量浓度、绿泥石质量分数以及粒度对泡沫稳定性的影响;基于Plateau泡沫结构理论分析矿浆性质对泡沫稳定性的影响,研究泡沫稳定性对绿泥石夹带行为的影响。研究结果表明:随着MIBC质量浓度增加,液体表面张力降低,导致气泡间Plateau通道内排液速率降低,泡沫稳定性增强;绿泥石质量分数越大,颗粒粒度越小,则矿浆黏度越大,泡沫最大高度及半衰期越大,泡沫的无选择性夹带行为越显著。     

氮气泡沫压裂液体系在水平管段中的流动规律

根据泡沫压裂液体系含有气体和液体两相这一特性,设计了一套室内泡沫流体管式流变仪,进行了泡沫压裂液体系在水平管段的流动规律研究,得到了泡沫压裂液体系在实验管段的微观结构;并对泡沫质量对泡沫压裂液体系的流变性影响进行了研究。实验结果表明,泡沫压裂液体系随着泡沫质量的增加,管路中的压降先增加后减小;并且泡沫质量较小时很难得到稳定的泡沫;泡沫质量在40%~75%之间能得到稳定的泡沫;用幂律模型研究泡沫压裂液的流变特性,得到泡沫压裂液体系的流变方程。结果表明,随着泡沫质量的不断增加,泡沫压裂液体系的稠度系数不断增加,流变指数不断减小;并且随着剪切速率的增加,表观黏度不断降低,对于研究泡沫压裂液在井筒中的流动具有一定的价值。     

Zr质量分数对7085铝合金组织和性能各向异性的影响

通过室温拉伸试验、腐蚀性能测试和光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等研究Zr质量分数对7085铝合金组织和性能各向异性的影响。研究结果表明:合金的强度随着Zr质量分数增加先增加再减小,Zr质量分数为0.12%时合金的强度出现峰值;添加Zr抑制合金再结晶,提高其强度和抗剥落腐蚀性能;挤压方向(L-T)力学性能均优于横向(T-L),Zr质量分数为0.12%时、各向异性最小;横截面的抗腐蚀性能优于长截面,Zr质量分数为0.14%时,抗腐蚀性能最佳且各向异性最小;合金的性能各向异性随Zr质量分数增加而先减小再后增大。Zr质量分数最佳添加范围为0.12%~0.14%,能保持高强度耐腐蚀性能并具有较低的各向异性。     

基于正交试验的泡沫沥青的发泡性能

采用自主研发的泡沫机,通过正交试验研究,探讨了沥青种类、沥青温度、发泡用水量及压力(气压和水压)等因素对沥青发泡性能的影响,分析了沥青的发泡影响因素和发泡工艺.研究表明:合适的沥青温度可改善沥青的流动性,有利于提高泡沫沥青的膨胀率;不宜单纯为了增大膨胀率而提高用水量,过多的用水量反而会抑制沥青泡沫的生长,尤其是改性沥青;压力对基质沥青与改性沥青发泡性能的影响规律刚好相反;基质沥青和改性沥青的发泡性能需分别对待,建议采用辽宁盘锦牌沥青时,在改性沥青的基础上,将基质沥青的膨胀率增加25%,半衰期延长30%.     

泡沫降尘技术发泡效果实验

为提高泡沫降尘效果,搭建了泡沫除尘系统实验平台,深入分析了风压和气体流量对发泡倍数的影响。实验结果表明:风压对发泡倍数的影响很小;而气体流量与发泡倍数呈"抛物线"型的关系;在气压0.2 MPa、水压0.05 MPa、发泡剂体积分数0.5%、管路长10 m的条件下,达到最佳发泡倍数约为10～15倍,此时最佳气体流量为60～80 m3/h。该研究为泡沫降尘技术的应用提供了理论依据。     

基于经典成核理论的聚乙烯自由发泡中成核过程研究

研究了聚乙烯自由发泡中的成核过程。通过提出合理的假设,依据经典成核理论推导了发泡剂质量分数和温度对气泡成核过程的影响,结果表明,随着发泡剂质量分数的增加,成核密度不断增加,成核加速度也逐渐增大;随着温度的升高,成核密度先增加,直至达到最大成核密度并保持不变,但温度进一步升高,成核密度反而减小。推导结果与实验结果基本一致,说明经典成核理论能较好地描述自由发泡成核的过程。     

Al对Mg-1%Cu合金显微组织和力学性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、电子万能试验机等手段研究不同Al质量分数(1%、3%、5%)对Mg-1%Cu合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着Al质量分数的增加,合金晶粒尺寸呈不断减小的趋势,并由块状组织转变为枝晶组织;合金抗拉强度随着Al质量分数的增加而逐渐增加,当Al质量分数为5%时,抗拉强度为207MPa;合金延伸率随着Al质量分数的增加呈先增大后减小的趋势,当Al质量分数为3%时,延伸率最大,为13.59%.