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缓释型固体缓蚀剂的制备及释放性能研究

焦其正  
【摘要】: 液体缓蚀剂在油田使用中暴露出加注繁琐,需预膜处理以及浓度难以控制等缺点,而固体缓蚀剂则具有长效缓释,浓度容易控制,使用方便等特点。 依据均匀设计原理,利用粘结熔融法,通过实验制备出一种含有咪唑啉酰胺类缓蚀剂的缓释型固体缓蚀剂,并在对比的基础上找到一种能够直接测定此类缓蚀剂浓度的简单易行的方法:显色剂分光光度法。 显色剂选定为MTB,显色剂用量为0.02g/L,加入缓蚀剂后放置1.5小时后开始测量。室温下测定的线性方程为A=0.00322 C(mg/L)+0.07857,相关系数r=0.99927,相对偏差SD=0.5%。常见物质最大干扰浓度如下: NaCl≤4.5%、Na2SO4≤2%、CaCl2≤2%、NaHCO3≤0.5%、FeCl3≤10mg/L、PAAm≤50mg/L。 这种方法既可用于所研究的固体缓蚀剂的浓度测定,也可用于实际使用的液体缓蚀剂的浓度测定,常见物质干扰小,适用于油田污水中咪唑啉类缓蚀剂浓度的测定。 通过对固体缓蚀剂释放速率的测量,发现固体缓蚀剂的释放大致可以分为两个阶段:表面溶蚀阶段和内部扩散阶段。表面溶蚀阶段表层缓蚀剂的溶出和表层骨架材料的溶蚀对缓蚀剂的释放速率有较大的影响,表现在释放初期出现两次浓度的波动。表层材料溶蚀达到稳定状态后,缓蚀剂从内部骨架向外扩散成为缓蚀剂释放的主要影响因素。 通过释放实验发现温度的升高能显著的提高表层溶蚀阶段的释放速率,使其不会呈现出速率平台变化,而介质中盐浓度的增加则对表层溶蚀起到抑制的作用,并且随着盐浓度的增加使得缓蚀剂的释放趋于稳定,不会出现明显的浓度突变。 实验发现动态下,由于介质的流动和介质对表层的冲刷作用加速了表面溶蚀阶段缓蚀剂的释放速率,但对于内部扩散阶段的释放速率影响不大。初期释放速率受表面积及初始形状的影响。 通过实验发现表层溶蚀阶段缓蚀剂的释放速率较快,相当于速释阶段,而内部扩散阶段相当于缓释阶段,因此对于固体缓蚀剂的设计应以第一阶段的控制为主,使其具有合适的释放速率,达到理想的释放比率,以满足实际应用的需求。 实验发现骨架材料与缓蚀剂之间的结合力对固体缓蚀剂的耐温性能有较显著的影响,如果能改善骨架材料与缓蚀剂之间的结合力就能够显著提高固体缓蚀剂的耐温性能,扩大其应用范围,同时还可以通过改变固体缓蚀剂的表层状态来达到改善高温下固体缓蚀剂表层融化过快的缺点,以达到控制释放速率的要求。


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