形状记忆及可降解环氧树脂的制备及应用研究
针对常规堵漏材料在应对井漏时自身尺寸与地层裂缝开度匹配性差，承压能力低无法满足封堵要求。人们开发了智能堵漏材料如形状记忆聚合物材料等，其可借助地层温度回复其原有的膨胀状态、自适应地封堵裂缝。然而，目前开发的形状记忆聚合物材料如形状记忆环氧树脂(SMEP)激发温度较低、高温下的强度较差、压缩性较低，不能满足高温地层的堵漏需求。因此，有必要制备一种高性能(高玻璃化转变温度、优异形状记忆性能和压缩性能)环氧树脂堵漏材料，以适用于高温地层堵漏。 此外，储层堵漏需要用到暂堵材料，即:满足一段时间封堵后,再进行解堵。目前常用的暂堵材料，如凝胶类暂堵剂等，存在耐温性差、降解速率过快等问题，不能满足高温储层的暂堵要求，有必要研制一种高性能可降解环氧树脂材料，实现储层的堵漏和降解-自解堵。 针对上述两方面的问题，论文提出通过分子结构设计制备具有高激发转变温度、同时兼顾强度和韧性的形状记忆环氧树脂(SMEP)及复合泡沫材料(SMEF),通过引入动态酯交换结构制备可降解环氧树脂。 论文主要研究了以下内容: 一、高温形状记忆环氧树脂材料的制备和性能研究 1.利用环氧树脂E51和胺类固化剂，酸酐固化剂反应制备SMEP,研究了环氧单体种类及固化剂的种类和含量对SMEP热性能、热机械性能及记忆性能的影响，获得了激发转变温度63～137℃,形状固定率均为100％、形状回复率为96～100％的SMEP; 2.优选E51/MHHPA/D230/BDMA(EMDB)固化体系，添加聚合物膨胀微球，制备了形状记忆环氧复合泡沫(SMEF)材料，获得了激发温度120～140℃,压缩率31.6～54.3％,回复率80-95％的SMEF。并优选配方进行放大实验进行长狭缝堵漏评测，结果表明:大样与小试样品性能接近，与常规材料复配组成堵漏剂，100℃下对不同开度的狭缝进行封堵，承压8.97～9.88MPa,漏失量为20～50mL。 二、高温可降解环氧树脂材料的制备和性能研究 1.利用乙酰丙酮锌(Zn(acac)2)催化环氧、酸酐(MHHPA)的固化反应，制备了高Tg、可降解环氧树脂，研究了环氧单体种类、用量及乙酰丙酮锌含量对环氧树脂热性能、热机械性能和高温降解性能的影响，获得了Tg为165～174℃的可降解环氧树脂，180℃油浴中30天的降解率为14.45％。 2.优选E51/四环氧/ESO/MHHPA(ETOM)固化体系，利用聚合物微球，制备了可降解环氧发泡材料，180℃油浴中10 d降解率达24.29％。
环氧树脂;制备工艺;热性能;热机械性能;记忆性能;高温降解性能
北京化工大学
硕士
材料与化工
刘莲英;邢希金
2023
中文
TQ323.5
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）