石油減阻聚合物微膠囊的制備與性能研究.pdf

1、減阻聚合物微膠囊化是指在減阻聚合物顆粒的表面，利用物理法、化學(xué)法或機(jī)械法包覆一層其他材料，以避免減阻聚合物顆粒易粘接的缺點(diǎn)，制備出常溫條件下能夠儲(chǔ)存的顆粒，或分散成漿液后可長(zhǎng)期儲(chǔ)存。減阻聚合物微膠囊化屬于膠體化學(xué)的范疇，涉及到顆粒的表面性質(zhì)，顆粒和液體的界面作用；同時(shí)，實(shí)施微膠囊化還需要運(yùn)用高分子化學(xué)、高分子物理等學(xué)科的相關(guān)理論作為指導(dǎo)；此外，開(kāi)發(fā)減阻聚合物微膠囊化的工業(yè)應(yīng)用，還需運(yùn)用化工工程的相關(guān)理論來(lái)設(shè)計(jì)工藝流程，優(yōu)化工藝路線。鑒于

2、石油減阻聚合物在石油運(yùn)輸行業(yè)中的重要性，以及石油減阻聚合物在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)确矫娲嬖诘膯?wèn)題，對(duì)減阻聚合物顆粒表面進(jìn)行改性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本論文首先分析了高聚物的溶脹、溶解理論以及分散系統(tǒng)穩(wěn)定性理論，著重介紹了微膠囊化的理論及方法。 研究分析了減阻聚合物顆粒的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其表面的主要性質(zhì)，指出減阻聚合物顆粒為疏松多孔的粘彈性固體顆粒，其分子具有長(zhǎng)鏈多支鏈的分子結(jié)構(gòu)，這是減阻聚合物顆粒易粘結(jié)的主要原因；分析了減阻聚合物

3、的溶度參數(shù)與分散劑的溶度參數(shù)在制備微膠囊過(guò)程中的重要性；分析了可用于減阻聚合物微膠囊化的壁材及方法。 以聚乙烯蠟為壁材，正丁醇與乙二醇甲醚混合溶劑作為分散劑，運(yùn)用熔化分散與冷凝法，成功制備了減阻聚合物微膠囊。在微膠囊化過(guò)程中，攪拌速度要先快后慢，以保證減阻聚合物顆粒均勻分散，防止形成的微膠囊被打破。該法制備的微膠囊壁厚較大，顆粒分布均一。但該法的操作條件要求嚴(yán)格，不易工業(yè)化。 以尿素和甲醛為壁材單體，水為分散劑，通過(guò)原位

4、聚合法制備了減阻聚合物微膠囊。該法中，可以先將尿素、甲醛合成為預(yù)聚體，然后將預(yù)聚體加入分散系統(tǒng)中-兩步法；也可以將尿素和甲醛直接加入分散系統(tǒng)中-步法。該法中，攪拌速度為關(guān)鍵控制參數(shù)，過(guò)低不能使囊心和壁材混合均勻，過(guò)高將破壞顆粒表面形成的殼層。一步法操作簡(jiǎn)便，便于工業(yè)化。 將一步法進(jìn)行工業(yè)放大，成功得到了減阻聚合物微膠囊的初級(jí)工業(yè)品。產(chǎn)品質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。工業(yè)放大試驗(yàn)進(jìn)一步表明，攪拌速度的控制在微膠囊化過(guò)程中至關(guān)重要。 以

5、苯乙烯為壁材，過(guò)硫酸鉀、亞硫酸鐵、亞硫酸氫鈉為引發(fā)劑，水為分散劑，運(yùn)用原位聚合法同樣制備了減阻聚合物微膠囊。微膠囊化過(guò)程中，同樣應(yīng)采用低速攪拌，以便苯乙烯在減阻聚合物顆粒表面的吸附。 以黃原膠和醇膠為壁材，對(duì)噴霧干燥法制備減阻聚合物微膠囊進(jìn)行了初步研究。由于減阻聚合物顆粒的粒徑較大以及干燥器干燥室的水平半徑較小，大部分顆粒不能充分干燥而在器壁上粘結(jié)，只能獲得很少量粒度較細(xì)的微膠囊化產(chǎn)品。但所得微膠囊化產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定，符合設(shè)計(jì)要求。