新型无氨凝胶的制备与胶凝特性研究

采用光电分析法研究了环保型无氨凝胶防灭火材料,比较了三种促凝剂与水玻璃生成无氨凝胶的胶凝特性,并研究了具有较好胶凝特性的促凝剂C与水玻璃在不同浓度、不同温度下的成胶特性及其失水性和热稳定性。结果表明:促凝剂C对水玻璃的促凝效果较好,生成的凝胶强度高、失水率低;当水玻璃浓度为7%、促凝剂C浓度为1.8%～3.0%时,对成胶过程有利;由浓度为7%的水玻璃与浓度为2.5%～3.0%的促凝剂C生成的凝胶失水速率最小;温度大于80℃时,凝胶失水速率随温度升高快速增大;凝胶在不同阶段的失水速率满足不同的动力学特征,初期主要受表面控制,中期为扩散控制。水玻璃成胶特性与促凝剂中阳离子的化学价有关,高价阳离子更有助于凝胶的生成。     

一种改性防灭火复合胶体材料的制备

选用黄土为骨料、水玻璃为基料和NaHCO3为促凝剂,制得了新型复合胶体防灭火材料。通过研究基料、促凝剂、骨料的含量与成胶时间之间的关系,确定了复合胶体的最佳配方,最终实现复合胶体成胶时间0～30min可控。结果表明,复合胶体的最佳配方是黄土与水质量比为1∶3～1∶5,促凝剂用量小于3%,水玻璃用量为7%;该复合材料能够起到降温、阻燃、隔氧的作用,具有较好的防灭火效果,同时成本较低。     

石灰石粉对碱激发胶凝体系流变性能的影响

为解决碱胶凝材料反应过快而导致其流变性和工作性能差的问题,采用流变学原理研究了不同掺量下的石灰石粉(0%、5%、10%、15%、20%)对固体水玻璃和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝材料流变特性的影响。研究结果表明,新拌胶凝材料浆体内部的屈服应力和塑性黏度是影响碱胶凝材料流变性和工作性能的关键因素;反应生成的凝胶造成浆料内部颗粒团聚以及颗粒间作用力和摩擦力增大,从而导致屈服应力和塑性黏度增大,可以通过添加惰性矿物来改变浆料的屈服应力和塑性黏度;固体和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝材料符合Bingham模型,加入石灰石粉并未改变其流变模型;石灰石粉对固体水玻璃和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝体系的屈服应力和塑性粘度影响稍有不同,在液体水玻璃激发浆料体系中的塑性粘度以石灰石粉掺量20%为最小,而在固体水玻璃体系中掺入石灰石粉可使浆料的塑性粘度降低15%～30%。     

碱法造纸废液化学改性法制高温堵剂的研究

碱法造纸废液与苯酚、甲醛反应,生成的改性水溶液在200～300℃的高温条件下能生成凝胶,其胶凝时间为24～8小时,胶凝时间受组分的浓度、胶凝反应温度、溶液的pH值、溶液含盐量等因素的影响,生成的凝胶具有较高的强度,且耐高温,不溶于水,将其用于蒸汽开采稠油中,对不均质地层的高渗透层进行封堵,可提高稠油采收率。     

低温胶凝琼脂糖衍生物的合成及其性质研究

通过缩水甘油醚的改性,合成了一系列具有不同侧链性质和取代度的低温胶凝琼脂糖衍生物。研究了支链性质和取代度对胶凝温度、凝胶融化温度、最低胶凝浓度的影响。对琼脂糖衍生物的凝胶强度,凝胶透明性及凝胶的亚显微结构与取代度的关系也进行了讨论。实验结果表明,胶凝温度随取代度增大呈线性下降,侧链的亲疏水性质对衍生物的性质具有不同的作用效果,从化学结构角度支持了Rees等有关琼脂糖胶凝机制的双螺旋理论。     

无氨复合凝胶的制备及其胶凝特性

 为了提高凝胶的防灭火性能及热稳定性,用光电分析法研究了新型无氨复合凝胶的胶凝特性。采用光电法测出无氨复合凝胶的成胶时间,分析温度对复合凝胶成胶时间影响,并在同环境下对比了普通凝胶和复合凝胶的热稳定性。结果表明,复合凝胶的成胶时间随环境温度的升高而缩短,且环境温度对成胶时间的影响程度与复合胶凝剂的质量分数有关,影响程度为：6%的胶凝剂＞8%的胶凝剂＞10%的胶凝剂。Na₂SiO₃·nH₂O溶液中添加含有多种Lewis酸的复合胶凝剂后,中和了硅酸胶团的电荷,破坏硅酸胶团的融合膜,促使胶粒发生沉聚而转变为有弹性的凝胶,并且复合胶凝剂的粒度为破碎多面体,进而增加了比表面积,增加了吸水量,提高了热稳定性。     

土壤失水干燥的动力学实验研究

对不同质地的土壤失水干燥的动力学过程进行了试验研究．结果表明，不同质地土壤失水干燥过程存在3个阶段：稳定失水阶段、快速失水阶段和土壤干燥阶段；设定干燥温度和土壤的初始含水率对失水干燥速率有较大的影响，设定温度越高，失水速率越大，土壤由湿变干越快，初始含水量越大，土壤由湿变干的时间越长；在同一的温度和初始含水量条件下，失水干燥速率与土壤质地无关；土壤失水干燥的动力学曲线可用二次多项式进行描述．     

薜荔果胶的胶凝特性

对薜荔果胶胶质的胶凝特性及其主要影响因子--pH值、温度和Ca2+等进行了研究，确定了该胶质胶凝的pＨ值范围，保持最适凝胶状态的最适温度以及Ca2+对不同pH条件下的胶质溶液的胶凝作用.     

水产养殖水体好氧同时硝化-反硝化脱氮的研究

利用筛选和分离的7株脱氮微生物，在好氧条件下将氨氮转化为亚硝酸氮，随即在好氧反硝化茵的作用下还原为氮气排放．将上述菌株固定在PVA凝胶膜中，研究了水产养殖水体中氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮在PVA凝胶膜中的扩散性能和转化脱氮过程，结果表明，氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮在PVA浓度为15％，细胞浓度为40g／L凝胶膜中，扩散系数分别为0．55m^2／s，0．46m^2／s，0．45m^2／s．整个生物脱氮过程历时较短，36h内对200mg／L的氨氮去除率达99％，而且无中间产物亚硝酸氮的积累，固定化微生物生长的适宜pH范围为7～9，最适温度为30℃；与游离的硝化细菌和反硝化细菌相比，固定化硝化茵是游离硝化茵对氨氧化速率的70％，固定化反硝化茵是游离反硝化茵对亚硝酸氮还原速率的74％．经过20d的连续处理，固定化微生物的稳定性远大于游离微生物，28d后，游离微生物在反应器内的浓度几乎为零，而固定化微生物的浓度和活性几乎不变．     

玉米凝胶淀粉胶凝机理及影响凝胶强度因素的研究

玉米凝胶淀粉是一种新开发凝胶剂，它与天然的玉米淀粉颗粒形态与晶体结构几乎没有差别．本文从不同浓度、ｐＨ值，电解质、非电解质以及老化温度等各方面探讨对玉米凝胶淀粉的凝胶强度的影响，从而单述玉米凝胶淀粉的胶凝机理。为今后探讨玉米凝胶淀粉是否能代替食品行业中常用的胶凝剂琼脂、明胶等提供理论依据。     

碱-偏高岭土胶凝材料的凝结硬化性能研究

对碱 偏高岭土胶凝材料的凝结硬化性能进行了研究.研究方法是将碱激发剂∶偏高岭土∶砂=0.7∶1∶1(质量比)混合并成型为3cm×3cm×3cm的试块,在规定的条件下养护到规定的时间,根据试块的抗压强度来评价凝结硬化性能.试验结果表明:碱 偏高岭土胶凝材料的胶砂强度随碱的浓度增加而加快;随养护温度升高和养护时间延长而加快;与水玻璃的模数有关.当水玻璃模数为0.75～1时,胶砂强度发展速率迅速;当水玻璃模数≥2时,砂浆在80℃养护24h不能脱模;当水玻璃模数为0.5时,砂浆拌合时发生闪凝.由此可以推断:当水玻璃模数为0.75～1时,水玻璃中SiO2初始状态有利于反应产物的形成以及(或者)偏高岭土在该水玻璃的碱浓度中的溶解度可能与反应物的形成速度相匹配.     

中东孔隙型低渗灰岩储层酸液体系缓速性

酸液的缓速性是影响酸液有效作用距离的关键因素,是优选酸压工作液的重要依据。采用旋转岩盘进行了普通盐酸、胶凝酸和乳化酸与伊朗雅达油田Sarvak储层灰岩岩心的酸岩反应实验,构建了反应动力学方程和变温动力学方程。结果表明,普通盐酸的反应速率明显快于胶凝酸和乳化酸,温度对反应速率影响显著,温度越高,反应速率越快。而相同反应温度下,乳化酸的反应速率常数分别比胶凝酸与普通盐酸小1和2个数量级,同时乳化酸的反应级数最大,现场配液时需要考虑酸液浓度对其反应速率的影响;酸液浓度相同时,乳化酸的反应活化能最大,其次为胶凝酸,普通盐酸的最小。乳化酸与胶凝酸的缓速性相对较好,预测其有效作用距离更大。     

碱性硅酸凝胶堵水剂

碱性硅酸凝胶是一种重要的堵水剂,它是在碱性条件下将水玻璃用活化剂活化制成。本文根据胶凝时间、凝胶强度和使用浓度等三个标准选择了这种凝胶用的活化剂,研究了碱性硅酸凝胶胶凝时间和凝胶强度的影响因素,对比了碱性硅酸凝胶和酸性硅酸凝胶的优缺点,提出了碱性硅酸凝胶堵水剂的使用配方。     

激发剂种类对碱矿渣胶凝材料性能的影响研究

为了研究激发剂种类对碱矿渣胶凝材料性能的影响规律,用高炉矿渣作为胶凝材料,氢氧化钠溶液、水玻璃溶液及碳酸钠溶液作为激发剂,在水胶比为0.3、碱当量为4%的条件下,研究3种激发剂对矿渣胶凝材料激发效果的影响,并采用微观测试手段分析了碱矿渣胶凝材料的微观形貌和水化产物.结果表明:不同的激发剂对胶凝材料的性能产生不同的影响,具体表现为碳酸钠作为激发剂,其凝结时间最长,且远远大于氢氧化钠和水玻璃作为激发剂制备的胶凝材料,但其制备的胶凝材料收缩率最小;水玻璃作为激发剂时,能够获得较高的强度,但其收缩率最大;而氢氧化钠作为激发剂,其制备的胶凝材料早期强度较高,但后期强度发展缓慢.微观分析显示,水玻璃和氢氧化钠作为激发剂时,水化产物主要为C-S-H凝胶和CaCO_3,而碳酸钠作为激发剂时,水化产物主要为CaCO_3.     

黄原胶与魔芋胶协同相互作用及其凝胶化的研究

黄原胶和魔芋胶都是非凝胶多糖,但将二按一定比例混合可以出现协同相互作用,得到凝胶。当黄原胶与魔芋胶的比例为７０／３０（ｍ／ｍ）,总糖浓度为１．０％时协同效应达到最大值。混合多糖胶凝化能力不仅与混合比例有关,还与黄原胶的转变温度和体系盐离子浓度有关。     

低分子量阳离子瓜胶凝胶体系的流变性

研究了低分子量阳离子变性瓜胶与硼砂交联的凝胶体系。考察了低分子量阳离子瓜胶浓度、硼砂浓度及pH对凝胶形成的影响,得到了结构稳定的凝胶体系。考察了低分子量阳离子瓜胶凝胶体系的流变特性,结果表明该体系具有良好的粘弹性和剪切变稀性。非线性共转Jeffreys模型可确切表征凝胶体系的粘度曲线,实验值与模拟值吻合良好。     

利用温敏性凝胶的缓释作用促进变性溶菌酶复性

为了开发温敏凝胶在蛋白质复性方面的方法，利用N-异丙基丙烯酰胺温敏凝胶具有的缓释作用，对变性蛋白质进行了复性．考察不同合成条件下凝胶的性能，结果表明，在制胶温度为22℃、凝胶单体浓度为10％、交联度为5％制得的凝胶，具有较好的机械强度、较大的溶胀倍率、缩水倍率及良好的温敏性能．凝胶的缓释作用对变性还原溶茵酶辅助复性的影响表明，在复性酶终浓度为0．5mg／mL时，凝胶辅助蛋白质的复性收率可达68％，比直接稀释复性（收率为57％）高19％．特别是对高浓度蛋白质的复性（1．5mg／mL），凝胶辅助复性也获得了很好的效果，复性收率高出直接稀释复性37％，表现出温敏凝胶在实际蛋白质复性中的应用前景．     

碳酸钙-酸性水玻璃注浆材料对比试验

研究碳酸钙-酸性水玻璃注浆材料胶凝时间随着加入碳酸钙质量的变化规律, 同时,选择凝胶时间适宜的胶体,测定纯胶凝体强度随着时间的变化关系,并选择较好的配比作固砂强度测试实验.此外,还作水玻璃-乙二醛浆液的对比试验.研究结果表明:浆液的胶凝时间并非随着碳酸钙质量的减少而均匀增加,而是会突然增长,这是由于碳酸钙在提高溶胶pH过程中存在一个突变范围;纯胶凝体随着时间的增长,强度相应增加,同时随着碳酸钙质量的增加,纯胶凝体的强度也相应增加,这与碳酸钙-酸性水玻璃体系的反应机理密切相关,体系中的活性Ca+与一系列的硅酸根离子反应形成硅酸盐沉淀,沉淀颗粒充斥于溶胶体中形成骨架.而浆液固砂体强度与碳酸钙加入量的变化关系不明显.     

超声衰减法检测凝胶成胶过程微结构变化

以戊二醛(Glu)胶联丙烯酰胺(AM)形成的软物质凝胶材料的成胶过程为模型,用超声衰减法检测不同浓度交联剂、温度及不同质量丙烯酰胺形成凝胶的成胶过程的微结构变化.同时用流变仪检测凝胶形成过程中粘弹性等参数的变化.实验表明:丙烯酰胺浓度、交联剂的用量和温度不同,丙烯酰胺形成凝胶的超声衰减系数及所需的时间也不相同,丙烯酰胺浓度越大,超声衰减系数越大,凝胶形成越快;温度越高,交联剂的量越多,丙烯酰胺凝胶形成所需的时间越短.     

AMPS抗盐弱凝胶的研究

采用AMPS系列聚合物和活性酚醛交联剂,在总矿化度为1×10⁵mg/L、二价阳离子Ca²⁺和Mg²⁺的质量浓度为2000mg/L以及温度为85℃条件下,通过室内弱凝胶成胶实验,研究了高矿化度下聚合物类型、聚合物浓度、交联剂浓度及总矿化度对弱凝胶成胶性能的影响。实验结果表明：AMPS共聚物的磺化度是影响抗盐弱凝胶性能的主要因素,高矿化度有利于AMPS共聚物与酚醛交联剂形成弱凝胶体系;聚合物质量浓度越高,形成的弱凝胶粘度越高且稳定性越好;交联剂质量浓度过高,弱凝胶的稳定性有所下降。