二氧化硅/聚(丙烯酰胺—丙烯酸)核殼微球的制備及其結(jié)構(gòu)與性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-20 10:25
近年來(lái),核殼微球得到了人們的普遍關(guān)注,尤其在光催化、電池、氣體存儲(chǔ)及分離方面有著廣泛的應(yīng)用。該類微球是通過(guò)化學(xué)鍵,在無(wú)機(jī)納米材料周圍包裹上一層聚合物形成的有序組裝結(jié)構(gòu)。目前,從制備微球過(guò)程的穩(wěn)定性和顆粒粒徑的角度分析,微乳液聚合法是制備核殼微球的最佳方法。本文使用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)對(duì)二氧化硅進(jìn)行表面改性,研究表明反應(yīng)時(shí)間為2h、反應(yīng)溫度為50℃和KH570的用量為40wt.%時(shí),能夠制備出粒徑最小和接枝率最大的改性二氧化硅。利用三元相圖法,以增溶水量為指標(biāo),分別研究微乳液的組成和各組成的比例對(duì)增溶水量的影響,最終確定當(dāng)組成為正己烷,,吐溫-80和正戊醇并且各組成的質(zhì)量比為15/9/6時(shí),能夠獲得最大增溶水量的微乳液,增溶水量為 23.7wt.%。在以上研究的基礎(chǔ)之上,以反相微乳液為聚合場(chǎng)所和以改性二氧化硅、引發(fā)劑(過(guò)硫酸銨和亞硫酸氫鈉)、單體(丙烯酰胺和丙烯酸)和交聯(lián)劑(N,N-亞甲基雙丙烯酰胺)為反應(yīng)原料,使用單因素法研究二氧化硅的濃度,引發(fā)劑的用量,單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)核殼微球產(chǎn)量的影響及丙烯酸和丙烯酰胺的質(zhì)量比,反應(yīng)溫度,交聯(lián)劑的用量,鹽濃度和吸水溫度對(duì)...
【文章來(lái)源】:西南石油大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究目的與意義
1.2 納米材料
1.2.1 納米材料的應(yīng)用前景
1.2.2 納米二氧化硅
1.3 微乳液
1.3.1 微乳液的類型
1.3.2 微乳液的結(jié)構(gòu)理論
1.3.3 微乳液的聚合機(jī)理
1.4 核殼微球的應(yīng)用
1.4.1 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
1.4.2 光子晶體膜
1.4.3 分子印跡
1.4.4 三次采油
1.5 核殼微球
1.5.1 核殼微球的定義
1.5.2 微球的制備方法
1.5.3 微球的吸水過(guò)程和吸水理論
1.5.4 微球封堵地層孔隙的基本過(guò)程
1.6 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 納米二氧化硅的表面改性
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 二氧化硅的改性
2.2.2 水濁度變化率的測(cè)定
2.2.3 二氧化硅粒徑的測(cè)定
2.3 改性工藝條件對(duì)二氧化硅粒徑大小和水濁度的影響
2.3.1 硅烷偶聯(lián)劑
2.3.2 反應(yīng)時(shí)間
2.3.3 反應(yīng)溫度
2.3.4 硅烷偶聯(lián)劑的用量
2.3.5 pH值
2.4 二氧化硅結(jié)構(gòu)與性能的研究
2.4.1 紅外光譜
2.4.2 元素分析
2.4.3 熱重分析
2.4.4 掃描電鏡
2.4.5 沉降分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 三元相圖法優(yōu)化反相微乳液體系
3.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.3 反相微乳液工藝條件優(yōu)化
3.3.1 油相
3.3.2 表面活性劑
3.3.3 助表面活性劑
3.3.4 表面活性劑與助表面活性劑質(zhì)量比
3.3.5 油相與表合劑質(zhì)量比
3.3.6 二氧化硅對(duì)增溶水量的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 二氧化硅/聚(丙烯酰胺-丙烯酸)核殼微球的合成及其性能評(píng)價(jià)
4.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 核殼微球的制備
4.2.2 水濁度的測(cè)定
4.2.3 微球粒徑的測(cè)定
4.3 核殼微球制備工藝條件的優(yōu)化
4.3.1 改性二氧化硅的濃度對(duì)核殼微球產(chǎn)量及核殼微球大小的影響
4.3.2 引發(fā)劑濃度對(duì)核殼微球產(chǎn)量及核殼微球大小的影響
4.3.3 單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)核殼微球產(chǎn)量及核殼微球大小的影響
4.3.4 丙烯酸和丙烯酰胺的質(zhì)量比對(duì)微球膨脹倍數(shù)的影響
4.3.5 反應(yīng)溫度對(duì)微球膨脹倍數(shù)的影響
4.3.6 交聯(lián)劑的用量對(duì)微球膨脹倍數(shù)的影響
4.3.7 鹽濃度對(duì)微球膨脹倍數(shù)的影響
4.3.8 吸水溫度對(duì)微球膨脹倍數(shù)的影響
4.4 核殼微球結(jié)構(gòu)與性能的研究
4.4.1 紅外光譜
4.4.2 透射電鏡
4.4.3 光學(xué)顯微鏡
4.4.4 動(dòng)態(tài)光散射
4.4.5 熱重分析
4.4.6 毛細(xì)管
4.4.7 掃描電鏡
4.5 本章小結(jié)
第5章 微球調(diào)剖堵水的研究初探
5.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
5.2 實(shí)驗(yàn)方法
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)
5.3.1 微球調(diào)剖壓力變化及阻力系數(shù)變化曲線圖
5.3.2 微球粒徑大小與填砂管孔隙大小的匹配關(guān)系
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]分散聚合法制備聚去氫樅酸丙烯酸乙二醇酯微球[J]. 韓海威,李陽(yáng),李光華,廖芳,段文貴. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(11)
[2]石墨對(duì)苯乙烯懸浮聚合及阻燃可發(fā)性聚苯乙烯性能的影響[J]. 張存位,李向梅,陳思,楊榮杰. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(07)
[3]納米技術(shù)在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用展望[J]. 王昌浩. 石油石化節(jié)能. 2016(05)
[4]提高采收率技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及分析[J]. 邴李峰. 內(nèi)蒙古石油化工. 2016(04)
[5]三次采油技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 馮永生,郭靜,蔣風(fēng)松,陳紅徠. 內(nèi)蒙古石油化工. 2016(03)
[6]一種聚合物微球的合成[J]. 余昊,梅雪,陳吟龍. 應(yīng)用化工. 2015(05)
[7]乳液聚合合成高分子量支化聚苯乙烯[J]. 黃文艷,張俊,張東亮,陳建海,楊揚(yáng),楊宏軍,薛小強(qiáng),郭金龍,蔣必彪. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2015(01)
[8]油田化學(xué)驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用[J]. 冷俊,潘一,李東勝,李曉鷗. 當(dāng)代化工. 2014(08)
[9]γ-巰丙基三甲氧基硅烷對(duì)納米二氧化硅表面接枝改性的研究[J]. 李峰,李紅強(qiáng),賴學(xué)軍,吳文劍,曾幸榮. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2014(04)
[10]新型半纖維素基磁性水凝膠的制備及性能[J]. 李亞婧,孫曉鋒,葉青,劉柏辰,吳耀國(guó). 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
本文編號(hào):2927701
【文章來(lái)源】:西南石油大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究目的與意義
1.2 納米材料
1.2.1 納米材料的應(yīng)用前景
1.2.2 納米二氧化硅
1.3 微乳液
1.3.1 微乳液的類型
1.3.2 微乳液的結(jié)構(gòu)理論
1.3.3 微乳液的聚合機(jī)理
1.4 核殼微球的應(yīng)用
1.4.1 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
1.4.2 光子晶體膜
1.4.3 分子印跡
1.4.4 三次采油
1.5 核殼微球
1.5.1 核殼微球的定義
1.5.2 微球的制備方法
1.5.3 微球的吸水過(guò)程和吸水理論
1.5.4 微球封堵地層孔隙的基本過(guò)程
1.6 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 納米二氧化硅的表面改性
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 二氧化硅的改性
2.2.2 水濁度變化率的測(cè)定
2.2.3 二氧化硅粒徑的測(cè)定
2.3 改性工藝條件對(duì)二氧化硅粒徑大小和水濁度的影響
2.3.1 硅烷偶聯(lián)劑
2.3.2 反應(yīng)時(shí)間
2.3.3 反應(yīng)溫度
2.3.4 硅烷偶聯(lián)劑的用量
2.3.5 pH值
2.4 二氧化硅結(jié)構(gòu)與性能的研究
2.4.1 紅外光譜
2.4.2 元素分析
2.4.3 熱重分析
2.4.4 掃描電鏡
2.4.5 沉降分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 三元相圖法優(yōu)化反相微乳液體系
3.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.3 反相微乳液工藝條件優(yōu)化
3.3.1 油相
3.3.2 表面活性劑
3.3.3 助表面活性劑
3.3.4 表面活性劑與助表面活性劑質(zhì)量比
3.3.5 油相與表合劑質(zhì)量比
3.3.6 二氧化硅對(duì)增溶水量的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 二氧化硅/聚(丙烯酰胺-丙烯酸)核殼微球的合成及其性能評(píng)價(jià)
4.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 核殼微球的制備
4.2.2 水濁度的測(cè)定
4.2.3 微球粒徑的測(cè)定
4.3 核殼微球制備工藝條件的優(yōu)化
4.3.1 改性二氧化硅的濃度對(duì)核殼微球產(chǎn)量及核殼微球大小的影響
4.3.2 引發(fā)劑濃度對(duì)核殼微球產(chǎn)量及核殼微球大小的影響
4.3.3 單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)核殼微球產(chǎn)量及核殼微球大小的影響
4.3.4 丙烯酸和丙烯酰胺的質(zhì)量比對(duì)微球膨脹倍數(shù)的影響
4.3.5 反應(yīng)溫度對(duì)微球膨脹倍數(shù)的影響
4.3.6 交聯(lián)劑的用量對(duì)微球膨脹倍數(shù)的影響
4.3.7 鹽濃度對(duì)微球膨脹倍數(shù)的影響
4.3.8 吸水溫度對(duì)微球膨脹倍數(shù)的影響
4.4 核殼微球結(jié)構(gòu)與性能的研究
4.4.1 紅外光譜
4.4.2 透射電鏡
4.4.3 光學(xué)顯微鏡
4.4.4 動(dòng)態(tài)光散射
4.4.5 熱重分析
4.4.6 毛細(xì)管
4.4.7 掃描電鏡
4.5 本章小結(jié)
第5章 微球調(diào)剖堵水的研究初探
5.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
5.2 實(shí)驗(yàn)方法
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)
5.3.1 微球調(diào)剖壓力變化及阻力系數(shù)變化曲線圖
5.3.2 微球粒徑大小與填砂管孔隙大小的匹配關(guān)系
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]分散聚合法制備聚去氫樅酸丙烯酸乙二醇酯微球[J]. 韓海威,李陽(yáng),李光華,廖芳,段文貴. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(11)
[2]石墨對(duì)苯乙烯懸浮聚合及阻燃可發(fā)性聚苯乙烯性能的影響[J]. 張存位,李向梅,陳思,楊榮杰. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(07)
[3]納米技術(shù)在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用展望[J]. 王昌浩. 石油石化節(jié)能. 2016(05)
[4]提高采收率技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及分析[J]. 邴李峰. 內(nèi)蒙古石油化工. 2016(04)
[5]三次采油技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 馮永生,郭靜,蔣風(fēng)松,陳紅徠. 內(nèi)蒙古石油化工. 2016(03)
[6]一種聚合物微球的合成[J]. 余昊,梅雪,陳吟龍. 應(yīng)用化工. 2015(05)
[7]乳液聚合合成高分子量支化聚苯乙烯[J]. 黃文艷,張俊,張東亮,陳建海,楊揚(yáng),楊宏軍,薛小強(qiáng),郭金龍,蔣必彪. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2015(01)
[8]油田化學(xué)驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用[J]. 冷俊,潘一,李東勝,李曉鷗. 當(dāng)代化工. 2014(08)
[9]γ-巰丙基三甲氧基硅烷對(duì)納米二氧化硅表面接枝改性的研究[J]. 李峰,李紅強(qiáng),賴學(xué)軍,吳文劍,曾幸榮. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2014(04)
[10]新型半纖維素基磁性水凝膠的制備及性能[J]. 李亞婧,孫曉鋒,葉青,劉柏辰,吳耀國(guó). 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
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