改性纳米SiO_2_磺化聚苯乙烯_马来酸酐降粘剂的研究

改性纳米SiO_2_磺化聚苯乙烯_马来酸酐降粘剂的研究改性纳米SiO2/磺化聚苯乙烯2马来酸酐降粘剂的研究3张永明1,朱红2,王芳辉2,黄毅1,魏永生1,张拦1(1.北京交通大学理学院,北京100044;2.北京化工大学理学院,北京100029)摘要:以苯乙烯、马来酸酐为单体,发烟硫酸为磺化剂,正硅酸乙酯为纳米二氧化硅的前驱体合成了改性纳米二氧化硅/磺化苯乙烯2水解马来酸酐降粘剂。研究了引发剂的浓度,磺化剂的加量,乙酸乙酯的加量等因素对产品产率、产品分子量以及性能的影响。用红外光谱、扫描电镜和热分析仪对该纳米复合降粘剂进行了表征分析并对其性能进行了测试。结果表明,该纳米降粘剂具有良好的热稳定性,加入0.5%(质量分数)该降粘剂可使7.5%(质量分数)的淡水基浆在常温下的降粘率达到83.3%,经180℃高温老化16h后的降粘率达到90%。关键词:改性纳米二氧化硅;磺化;聚苯乙烯2马来酸酐;降粘剂中图分类号:TE254文献标识码:A文章编号:100129731(2009)03204982031引言随着钻井技术的提高,油井愈来愈深,温度愈来愈高且泥浆也越来越稠。为了控制泥浆的粘度,需要加入泥浆降粘剂以保证钻井工作正常进行。目前常用的降粘剂有栲胶、丹宁、铁铬木质素磺酸盐(FCLS)等。这些降粘剂的主要缺点是在高温下会失效,随着钻井深度的增加温度越来越高,因而这些降粘剂不能满足于深井钻探。磺化聚苯乙烯2马来酸酐共聚物(SSMA)是一种优良的抗高温稀释剂,在约260℃时仍具有很好的稀释效果,抗盐、抗污染,所以很适合应用于深井钻探[1,2]。但是随着经济的发展,高分子聚合物高昂的价格以及SSMA的发泡特性阻碍了它作为石油钻井液稀释剂的进一步应用。纳米材料的表面效应、量子尺寸效应等性质可以将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定与聚合物的韧性、易加工性和界面电性能结合在一起,使其拥有更广阔的应用前景[3]。目前国内外关于无机纳米材料/高聚物复合材料在包装、电子电器、汽车、航空[4]等方面的应用报道很多,但它作为钻井液降粘剂应用的报道几乎空白。2实验2.1实验材料苯乙烯,AR级,北京化学试剂公司;马来酸酐,AR级,北京化学试剂公司;过氧化苯甲酰,CP级,常州市宝康医药化工有限公司;正硅酸乙酯和改性剂,AR级,天津市化学试剂;甲苯、二甲苯、二氯甲烷、发烟硫酸、氢氧化钠和乙醇,均为AR级,北京