蒙脱土纳米复合材料的合成及其降滤失性能研究.pdfVIP

维普资讯 第 24卷 第 4期 钻 井 液 与 完 井 液 Vo1．24No．4 2007年 7月 DRILLING FLUID COMPLETIONFLUID July2007 文章编号：10o1—562O(2OO7)O4—0015—04 聚(苯乙烯一b一丙烯酰胺)／蒙脱土纳米复合材料 的合成及其降滤失性能研究 屈沅治 孙金声 苏义脑 王奎才 (1．中国石油勘探开发研究院，北京；2．中国石油钻井工程技术研究院，北京) 摘要 采用可逆加成一断裂链转移(RAFT)聚合法合成出了两亲性聚 (苯乙烯一b_丙烯酰胺)／蒙脱土剥离型纳 米复合材料(P(St_b_Am)／O-MMT)。对该纳米复合材料分别进行了IR分析、XRD分析和TEM 分析。同时对其 进行了降滤失性能研究，结果表明：聚(苯乙烯一b_丙烯酰胺)／蒙脱土纳米复合材料热稳定性好，降滤失效果显著；在 高温下具有很好的抗盐、抗钙污染能力，呈现出更好的降滤失效果，是一种性能优 良的抗高温降滤失剂。 关键词 可逆加成一断裂链转移 聚(苯乙烯一b-丙烯酰胺) 蒙脱土 纳米复合材料 降滤失剂 中图分类号 ：TE254．4 文献标识码 ：A 聚合物／蒙脱土纳米复合材料是一种将蒙脱土 陇化工厂生产，经 5 NaOH洗涤至无色或淡黄色， 纳米尺寸的片层分散在聚合物基体中形成的复合材 再用蒸馏水洗涤至 中性 ，用无水硫酸镁干燥后减压 料，它与常规的聚合物／无机填料复合体系不同，不 蒸馏 ，放置冰箱 中，在 4℃下保存 ；丙烯酰胺 (Am)， 是有机相与无机相的简单混合，而是实现纳米级复 分析纯，北京益利精细化学品有限公司生产，经 合。它不仅具有纳米材料的表面效应、量子尺寸效 CHCl。重 结 晶，除 去 阻 聚剂 ；偶 氮 二 异 丁腈 应等性质 ，而且将蒙脱土的刚性 、尺寸稳定性和热稳 (AIBN)，分析纯，天津市福晨化学试剂厂生产 ；有机 定性与聚合物的韧性、加工性及介 电性能揉合在一 蒙脱土(O-MMT，十六烷基三甲基氯化铵改性，实 起，从而明显改善了高分子材料的物理机械性能、热 验室制备)；二硫代一萘 甲酸异丁腈酯(DTE)链转移 稳定性、气体阻隔性、阻燃性、导 电性和光学性能 剂(实验室合成)；钠基膨润土(Na-MMT，怀安土)。 等 引，在 电子学、光学、机械学、生物学等领域展现 实验仪器 ：德 国SIMENSD5005D型X射线衍 出广阔的应用前景。 射仪；NicoletFTIRNEXUS-470型红外光谱仪； 本文以二硫代一萘 甲酸异丁腈酯(DTE)为链转 FEI公司TECNAIF20型透射电子显微镜；GJB-12 移剂 ，偶氮二异丁腈 (AIBN)作为引发剂 ，采用可逆 型高速搅拌机；ZNN-D6型六速旋转粘度仪；SD-3 加成一断裂链转移 (RAFT)法[6_9]插层有机蒙脱土先 型三联失水测定仪；GRL-9型数显式加热滚子炉； 合成了聚苯乙烯 ／蒙脱土纳米复合型大分子链转移 高温高压钻井液失水仪，美国得克萨斯 OFI测试设 剂，然后用此大分子链转移剂代替二硫代酯 DTE 备公司生产。 合成了两亲性聚(苯 乙烯-b-丙烯酰胺)／蒙脱土纳米 1．2 纳米复合材料的制备 复合材料。表征及测试结果表 明：蒙脱土片层以纳 在装有温度计、机械搅拌器 的三 口烧瓶 中，加入 米级分散在嵌段聚合物基体 中，形成了纳米复合材 预先计量好 的St、 MMT、DTE和 AIBN，密封后， 料，增强了其热稳定性能和抗高温降滤失性能。 经冷冻抽真空除去