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聚α-烯烃减阻剂的包覆及分散研究
| 论文题名： | 聚α-烯烃减阻剂的包覆及分散研究 |
| 关键词： | 减阻剂;摩擦阻力;物理包覆;聚乙烯醇;管线输送;流体输送 |
| 摘要： | 减阻剂应用于管线流体输送，湍流时能够大大降低流体在管道中的摩擦阻力，对管道增输、节约能源和运输成本有着重要的意义。当前减阻效果最佳的减阻剂为具有超高分子量的聚α-烯烃，为了使用方便，需将其制备成悬浮液。由于聚α-烯烃具有很高的粘弹性，颗粒间极易粘连成团，一般需对其进行表面处理。目前，常用的处理方法是向聚α-烯烃悬浮液中加入一定量的分散剂，阻止悬浮颗粒之间的粘连，由于这种处理方法为简单的物理包覆隔离分散，处理后的聚α-烯烃的分散效果不佳。 本文采用聚乙烯醇(PVA)改性脲醛树脂，对聚α-烯烃颗粒表面进行化学包覆，达到了良好的分散效果。首先在弱碱性条件下，向脲素和甲醛溶液中加入4.8％的PVA水溶液，制备出PVA改性脲醛预聚体；然后将这种PVA改性脲醛预聚体加入到浸泡聚α-烯烃颗粒的丁醇-水溶剂中，在柠檬酸催化剂的作用下发生进一步缩聚固化，使形成的不溶性脲醛树脂颗粒沉积在聚α-烯烃表面，并固化成脲醛树脂膜包覆聚α-烯烃；最后通过加入各种助剂，将包覆后的聚α-烯烃均匀、稳定地分散到溶剂中，得到聚α-烯烃悬浮液减阻剂。 本文探索了PVA改性脲醛预聚体的制备条件，确定了最佳的制备工艺：脲素、甲醛摩尔比为2:3，PVA含量为2.2％，催化剂为三乙醇胺(TEA)，pH值为8，反应温度为80℃，反应时间为120min，制备的脲醛预聚体溶液粘稠、透明，稳定性好，对聚α-烯烃包覆效果好；同时探索了PVA改性脲醛预聚体的缩聚条件，并确定了其对聚α-烯烃最佳的包覆工艺条件为：溶剂采用正丁醇与水体积比为4:1的混合溶液，表面活性剂为S2与T1复配的的混合表面活性剂，pH值为1.5，预聚体与聚α-烯烃质量比为1:3，缩聚温度为30℃，时间为120min，聚α-烯烃的包覆率可达95％以上。 在此基础上，分别制备了醇基和水基的聚α-烯烃悬浮液减阻剂，并确定了各自的配方。醇基悬浮液的配方为：21.9％包覆后的聚α-烯烃，65.4％的正丁醇溶液，8.7％的密度调节剂B2，2％的乳化分散剂CH-1A，1％的分散剂EBS和1％的稳定剂A3；水基悬浮液的配方为：21.9％包覆后的聚α-烯烃，69.3％体积比为3:5的乙醇．水溶液，1.2％的聚乙烯醇，0.8％的TEA，1.6％S2与T1复配的混合表面活性剂，0.03％的HEC，0.9％的硬脂酸，3.9％的液体石蜡和0.4％的A2。PVA改性脲醛树脂包覆后，制备的聚α-烯烃悬浮液分散性能好，减阻效率高，减阻率分别可达到40.36％和39.43％。 |
| 作者： | 肖华 |
| 专业： | 有机化学 |
| 导师： | 唐有根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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