气田堵水剂用正丁醇醚化酚醛-环氧树脂的制备与性能评价
改进型酚醛树脂交联剂的合成与成胶性能
型酚醛树脂 交联剂 Ｒ Ｆ和常规酚 醛树脂交联剂
Ｆ Ｑ的成胶性能Ｈ ， Ｊ结果见表 ２ 和表 ３ 。 由表 ２和表 ３可见 ， 改进型酚醛树脂交联剂
样 品的强 度 、 稳定 性 及 抗 盐 性 均强 于 常规 酚醛 热
浓度 ５００ｍ ／ ， ０ ｇＬ 实验温度８ ０℃。老化时间对凝 胶性 能的影响如图 １ 所示。交联剂在 ３ ０ｄ内成 胶 性能 稳定 。观 察发 现 ， ２ 在 ０—３ ＝ Ｏｃ下该 交联 剂 Ｉ
实 用性更 广 。 １ 改进型 酚醛树 脂交 联剂 的制 备
Ｏ－ ＋ ｌｃ Ｈ Ｈ ０
ｎｏｃ№
１ １ 合成原 理及方 法 ．
一
… ：
作 为聚合 物水 基 凝 胶 的 交联 剂 ， 溶 性 的 甲 水 基 酚醛树 脂分 子上带 有 的羟 甲基 官能 团多则 有利 于 交联反 应 ， 成 的聚 合 物 其凝 胶 强 度 也高 。为 形 使 苯酚环 上 的邻 、 位都 能进行 羟 甲基 化反 应 ， 对 多
改 善交 联剂 的稳定性 ， Ｒ 将 Ｆ交联 剂在 ２ ５℃ 下放 置不 同时 间后 用 于 配制 凝 胶 体 系 ， 胶 体 系 配方 凝 为 ： ０ ｇ ＬＫ Ｐ Ｍ ＋ ． ％ Ｒ ３００ｍ ／ Ｙ Ａ ０ ６ Ｆ交 联 剂 ， ａ １ Ｎ Ｃ
聚合物 Ｋ Ｐ Ｍ浓度为 ３ ０ ｍ ／ ， ＹＡ ０ ｇＬ 交联剂含 ０ 量均为 ０６ ， ．％ 考察在不同温度 、 不同盐度下改进
性能均优于常规 酚醛交联 剂 ， 适用范 围更广 。
［ 关键词】 酚醛树脂 合成 交联剂 聚合物凝胶 成胶性 能 热稳定 性 抗 盐性
酚醛树 脂交 联 剂 的流 动 性 缩 聚 度 较低 … ， 与
ＯＨ
正丁醚的制备思考题答案
正丁醚的制备思考题答案 【篇一：正丁醚的制备】 名称 合成化学 实验名称 正丁醚的制备 二级学院化学化工学院 专业 化学姓名 汪建红实验次数2 实验日期： 月 日 验条件：室温 ℃ 相对湿度 %大气压mmhg 一、实验目的 1、理解并掌握制备正丁醚的原理和方法； 2、学习并掌握油水分离器的原理、使用和安装； 3、复习分液漏斗的使用； 4、复习固体干燥液体的操作和蒸馏装置的 安装和使用。 二、实验原理 1、醚的用途： 大多数有机化合物在醚中都有良好的溶解度，有些反应必须在醚中进行，因此，醚是有机合成中常用的溶剂。 2、正丁醚合成的反应方程式 主反应： 24 2ch3ch2ch2ch2ohch3ch2ch2ch2och2ch2ch2ch3 hso,135℃ 副反应 2so4ch3ch2ch2ch2oh?hch3ch2ch?ch2?h2o 浓硫酸在反应中的作用是催化剂和脱水剂。 3、分水器的作用 从反应平衡角度可知，分出小分子副产物可达到使平衡右移，提高产物产率的目的，由于本实验的产物和反应物几乎不溶于水，所以使用分水器就是为了分出小分子物质水。 三、仪器与试剂 仪器：圆底烧瓶，温度计(250℃)，直型水冷凝管，分水器或油水分离器，锥形瓶，酒精灯，铁架台，分液漏斗 试样：正丁醇(a.r)， 浓硫酸，无水氯化钙(a.r)。 四、药品及物理常数 试剂名称 正丁醇 硫酸 正丁醚 五、实验装置图 分子量 74.14 98.08 130.23 密度/g/cm3 0.8109 1.84 0.7704 熔点/℃ —90.2 —90.8 —98 沸点/℃ 117.7 338 142 折光率n20d 1.3993 1.3992 使用分水器的回流装置 六、实验步骤 1、50ml圆底烧瓶中加入12.5g（15.5ml）正丁醇，4g（2.2ml）浓硫酸，混匀，等温度降下来（可用水冲外壁），加1~2粒沸石，装好装置，微沸回流约1-1.5h，注意控制温度不要超过135℃，并且控制分水器中油层厚度在1mm左右（利用增减水来控制）。冷却至室温，得到混合物（正丁醇，正丁醚，丁烯，浓硫酸等）。 2、洗涤 (1)将圆底烧瓶和分水器中的液体倒入25ml水中，并转入分液漏斗中，分出有机相； (2)10ml水洗涤有机相，分液；13ml50%硫酸洗涤有机相，分液；13ml50%硫酸洗涤有机相，分液；10ml水洗涤有机相，分液，保留有机相。 3、干燥 将洗涤好的有机相转入干燥的锥形瓶中，带上塞子，加入无水氯化钙干燥至少10min。干燥剂足够的标准？ 4、量体积回收，打扫卫生。 七、注意事项 1、加浓硫酸时，必须慢慢加入并充分振荡烧瓶，使其与正丁醇均匀混合，顺序也不能错，以免在加热时因局部酸过浓引起有机物碳化等副反应。 2、加热不能太快，要控制好温度，微沸状态即可，温度不要超过135℃，避免副产物过多。 3、本实验酯的干燥用无水氯化钙，通常至少干燥半个小时以上，最好放置过夜，但在本实验中，为了节省时间，可放置15分钟左右，由于干燥不完全，可能前馏分多些。 八、数据及现象记录 1、加入的正丁醇及浓硫酸的量 2、反应过程中的现象 3、洗涤过程中的现象 4、最后产品体积 九、问题讨论 十、思考题 1、制备正丁醚和制备乙醚在实验操作上有什么不同？为什么？ 答：制备乙醚的操作是：边反应、边滴加、边从体系中分离出乙醚，使平衡向右移动。 蒸馏装置为60℃的水浴，无明火，用直型冷凝管，尾接管通下水道，冰水浴接收。 而正丁醚采用分水装置，用空气冷凝管冷凝，不断利用分水器除去副产物水，使平衡向有利于正丁醚的方向移动。 2、试根据本实验正丁醇的用量计算应生成的水的体积。 答： 3、反应结束后为什么要将混合物倒入25ml水中？各步洗涤的目的是什么？ 答：反应物冷却后倒入25ml水中，是为了分出有机层，除去沸石和绝大部分溶于水的物质。水洗，除去有机层中的大部分酸和醇；两步50%硫酸洗涤是为了除去剩下的正丁醇和副产物丁烯等，水洗，除去酸洗带入的酸。 4、能否用本实验的方法由乙醇和2-丁醇制备乙基仲丁基醚？你认为用什么方法比较合适？ 答： 不能，会产生乙醚、仲丁基醚及乙基仲丁基醚等很多副产物。应该用williamson合成法，卤代烃和醇钠反应，如二乙醇钠和仲丁基卤，或氯乙烷和2-甲基-1-丙醇钠。 【篇二：有机化学实验思考题全】
一种带压作业化学封堵材料的制备与评价
第 36 卷第 4 期
潘元，程立，廖锐全等：一种带压作业化学封堵材料的制备与评与仪器 交联剂 Smel30（三羟甲基化合物），实验室自
制 ；部 分 水 解 聚 丙 烯 酰 胺 HPAM，相 对 分 子 质 量 1200 万，水解度 20%数 30%，广州亿源环保科技有 限公司；NH4Cl、NaOH、CaCl2、MgCl2、NaCl，分析纯， 国药集团化学试剂有限公司；盐酸，质量分数 3%； 自来水；模拟油为惠州 3 号白油。淀粉，试剂级，上 海晶纯生化科技有限公司。
向一定量的清水中加入定量淀粉，在 80℃条件 下加热 30 min 使淀粉糊化，再加入适量的 NH4Cl 以 及交联剂 Smel30，混合均匀后放入高温搅拌器，设 置 温 度 80℃ 、转 速 200 r/min，使 交 联 剂 Smel30 充 分、均匀溶解；在常温下调节 pH 值至 9数 10 后加入 聚合物，搅拌 30 min 使其充分混合，最后将样品放入 80℃水浴锅中加热。交联剂 Smel30 与部分水解聚丙 烯酰胺中的酰胺基团发生脱水缩合反应，生成具有三 维网状交联结构的凝胶，反应机理如图 1 所示。
目前与聚丙烯酰胺形成凝胶的交联剂主要是 酚醛类交联剂，但大量使用的苯酚与甲醛不仅毒性 高，对环境造成污染，而且对高温高盐油藏的适应 性差［11］。为解决上述问题，本课题组使用实验室自 制的一种纯度高、易制备、无毒且分子含有多个活 性官能团的可溶解物质 Smel30 作为交联剂，以聚丙 烯酰胺为主剂，以糊化后的淀粉为增稠剂，以 NH4Cl 为促凝剂，制备了一种适用性广、性能优良的带压 作业封堵材料，采用了流变法研究了促凝剂、温度、 pH 值、金属离子和模拟油对该体系成胶性能的影 响，同时考察了凝胶的稳定性和可破胶性。
油基钻井液用抗高温树脂类封堵剂的研制
当代化工研究丄O U Modem Chentiail盘的e<w*cA科研开发2021・05油基钻井液用抗高温树月旨类封堵剂的研制*程荣超I王建华I闫丽丽I张继国2兰笛2李颖颖'(1.中国石油集团工程技术研究院有限公司北京1022062.中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井液公司北京100108)摘耍：近年来，随着非常规油气的不断开发，钻井所面临的难度逐渐增加，油基钻井液的使用频率也逐渐增加，加强油基钻井液的封堵能力，对于预防井壁失稳具有重要餉作用.以苯乙烯(ST)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸十八酯为单体，采用乳液聚合法，制备了一种油基钻井液用丙烯酸树脂类封堵剂.利用中压砂床封堵实验、高温高压静态砂床封堵实验对封堵剂的承压封堵性能进行了综合评价，并且研究了封堵剂对油基钻井液流变、滤失性能的影响.实验结果表明：180C老化后，封堵剂对不同目数范围的砂床仍均有良好的封堵效果，且具有较高的封堵强度，突破压力可达6MPa.同时，该封堵剂对油基钻井液体系餉流变性影响较小，2001C老化后，钻井液仍具有较低的API滤失量和高温高压滤失量，该封堵剂具有优异的抗高温性能和封堵性能.关键词：油基钻井液；抗高温；封堵剂；丙烯酸树脂中EB分类号：TE254文献标识码：ADevelopment of High Temperature Resistant Resin Plugging Agent for Oil-based Drilling Fluid Cheng Rongchao1,Wang Jianhua1,Yan Lili1,Zhang Jiguo2,Lan Di2,Li Yingying1(PC Engineering Technology R&D Company Limited,Beijing,1022062.Drilling Fluid Company of CNPC Greatwall Drilling Engineering Co.,Ltd.,Beijing,100108)Abstract:In recent y ears,with the continuous development of u nconventional oil and g as,the difficulty ofdrilling has gradually increased,and the use of o il-based drilling f luid has gradually increased.Strengthening the p lugging ability of o il-based drilling f luids was important f or maintaining the wellbore ing styrene(ST),methyl methacrylate(MMA)and octadecyl acrylate as monomers,an acrylic resin plugging agent f or oilbased drilling f luids was synthesized by emulsion polymerization.The medium pressure sand bed p lugging experiment and the high temperature and high pressure static sand bed p lugging experiment were used to comprehensively evaluate the p ressure-bearing p lugging p erformance of t he p lugging agent,and the rheology,f luid loss of o il-based drilling f luid under different dosage conditions were studied.The experimental results showed that after aging at180°C,the plugging agent still had a good p lugging effect on sand beds of d ifferent mesh sizes,and had a high plugging strength,and the breakthrough pressure can reached6Mpa.At the same time,the p lugging agent had a little effect on the rheology of t he oil-based drilling f luid system. After aging at200°C,the drilling f luid still had low API and high temperature and high pressure f luid loss.The plugging agent has excellent high temperature resistance and p lugging p erformance.Key words z oil-based drilling f luids high-temperature resistant；plugging agents acrylic resin引言近年中国非常规油气的开采力度不断加大，随之而来的是钻井难度的不断增大。
耐温抗盐选择性堵水剂的合成和性能评价
科研开发严思明何佳1张晓蕾2高金1（1.西南石油大学化学化工学院，成都；2.中海油能源发展股份有限公司上海采油技术服务分公司，天津塘沽）摘要：本文以A M ，AA 为骨架单体，AMPS,DMDA AC 为功能强化单体，过硫酸铵为引发剂，采取水溶液聚合法合成了四元共聚物堵水剂AA PD,用正交优选出选择性堵水剂的最佳配方是:A M:A A:AMPS :DMDA AC=11:5:1:1，引发剂浓度0.25%，反应温度55℃，单体浓度25%，p H 值为7。
用红外谱法对其进行了表征,并评价了它的抗温耐盐性、封堵率以及选择性，实验结果证明该堵水剂具有好的耐温抗盐性和有较好的选择性。
关键词：堵水剂选择性耐温抗盐中图分类号：TE 39文献标识码：A 文章编号:T 1672-8114(2013)06-049-05据报道称，在原油开发过程中，采出的油和水的保守比例为1:6，有的地区甚至高达1:50[1]。
过多的水产生了诸多问题，如：大量的水在敏感油井里引起结垢，导致沙粒迁移，增加对管柱部件的腐蚀。
这给油田生产造成了严重的危害，增加了生产成本，降低了整体利益。
堵水工艺是生产井实现“控水稳油”的重要技术措施。
它能限制油井出水，提高油井采收率，降低生产成本[2]。
这一工艺的控水稳油效果取决于堵水剂对油水的选择性，特别是对复杂结构井，如分支井、水平井等的堵水具有重要意义。
堵水剂通常是长的柔软的链状分子，如聚丙烯酰胺和水解聚丙烯酰胺等。
但这些聚合物存在着吸附强度弱，耐温性差、抗盐性差、有效期短等问题。
因此，耐温抗盐型能有效堵水而不伤害油层是堵水剂的一个重要研究方向。
实验中采用A M 、AA 为骨架单体，并接支了具有抗温、抗盐性能的单体，通过水溶液聚合生成了一种新型的堵水剂AA PD ，并通过岩芯流动实验评价了堵水剂的选择性、抗温、抗盐性。
耐温抗盐选择性堵水剂的合成和性能评价1新型选择性堵水剂的合成1.1实验试剂与仪器丙烯酰胺（AM ），丙烯酸（AA ），2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙磺酸（AMPS ），二甲基二烯丙基氯化铵阳离子（DMDAAC ），过硫酸铵，无水乙醇；三口烧瓶（250m L ），真空恒温干燥箱，增力电动搅拌器，电动磨浆机，数显智能型恒温水浴锅，电子天精密天平。
新型复合凝胶堵水调剖剂制备与评价
新型复合凝胶堵水调剖剂制备与评价王桂珠; 吴家全; 张朋旗; 张楠; 郭丽梅【期刊名称】《《精细石油化工》》【年(卷),期】2019(036)006【总页数】4页(P44-47)【关键词】调剖; 堵水; 复合凝胶; 正交实验【作者】王桂珠; 吴家全; 张朋旗; 张楠; 郭丽梅【作者单位】天津科技大学海洋与环境学院天津300457【正文语种】中文【中图分类】TE39我国油田开采大多数已进入中后期，大多数使用水驱开采，由于油层地质的非均质性，注水通过孔道渗入油井产生水淹现象，导致石油开采率降低，70%仍留在油井内，因此必须对渗透通道进行封堵调剖，提高注水波及系数，增加石油水驱采收率具有重要价值[1-3]。
油田堵水常用堵水方法主要有机械堵水和化学堵水。
机械堵水成本高、操作复杂；化学堵水利用化学堵水剂在地层中发生化学作用对出水通道产生堵塞，经济成本较低，施工简单。
其中，凝胶型堵水剂是堵水调剖常用的化学堵水法[4-6]。
目前，通常以硅酸盐、铝盐为主剂，添加不同助剂制备无机凝胶，无机凝胶具有强度好，热稳定性好，不易被分解，耐盐性等优点[7-9]；有机聚合物凝胶广泛使用聚丙烯酰胺与交联剂形成具有立体网状结构的冻胶，黏弹性好的凝胶堵水剂[10-12]。
因此将有机聚合物凝胶与无机凝胶进行复配研制强度好、耐盐性、耐剪切性的新型复合凝胶堵水调剖剂具有重要意义。
1 实验1.1 试剂与仪器无机聚合物，工业级，郑州康净活性炭有限公司；交联调控剂，实验室自制；植物胶改性聚合物(以下简称有机聚合物)，石油级，中国石油勘探开发研究院廊坊分院提供；有机锆交联剂(以下简称交联剂)，广州市万骏化工科技有限公司；氯化钠、无水硫酸钠，分析纯，天津市江天化工技术有限公司；氯化镁，分析纯，天津市北方天医化学试剂厂；氯化钙，分析纯，天津市风船化学试剂科技有限公司。
JSM 6380 LV扫描电子显微镜(SEM)，日本；TA.XT Plus质构仪，英国Stable Micro System公司；LGJ-10真空冷冻干燥机，宁波新艺超声设备有限公司；ZQY-I型综合驱油装置，海安石油科研仪器有限公司；NDJ-9SN旋转黏度计，上海精密科学仪器有限公司。
正丁醚的制备实验装置（范文7篇）
正丁醚的制备实验装置（范文7篇）以下是网友分享的关于正丁醚的制备实验装置的资料7篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
[正丁醚的制备实验装置篇一]实验正丁醚的制备【实验目的】1、掌握醇分子间脱水制备醚的反应原理和实验方法。
2、学习使用分水器的实验操作。
【实验内容】一、实验原理主反应：2C4H9OH副反应: C4H9OH二、药品和仪器C4H9OC4H9+H2OC2H5CH=CH2+H2O药品：正丁醇，浓硫酸，无水氯化钙，5%氢氧化钠，饱和氯化钙溶液仪器：100 mL三口瓶，球形冷凝管，分水器，温度计，分液漏斗，25 mLl蒸馏瓶。
三、实验步骤（含仪器装置和主要流程）学会使用分水器装置、萃取、洗涤、干燥，折光率的测定等操作。
在100 mL三口烧瓶中，加入15.5 mL正丁醇、2.5 mL浓硫酸和几粒沸石，摇匀后，一口装上温度计，温度计插入液面以下，另一口装上分水器，分水器的上端接一回流冷凝管。
先在分水器内放置(V－1.7) mL水，另一口用塞子塞紧。
然后将三口瓶放在石棉网上小火加热至微沸，进行分水。
反应中产生的水经冷凝后收集在分水器的下层，上层有机相积至分水器支管时，即可返回烧瓶。
大约经1.5 h后，三口瓶中反应液温度可达134-136℃。
当分水器全部被水充满时停止反应。
若继续加热，则反应液变黑并有较多副产物烯生成。
将反应液冷却到室温后倒人盛有25 mL水的分液漏斗中，充分振摇，静置后弃去下层液体。
上层粗产物依次用12 mL 水、8 mL 5％氢氧化钠溶液、8 mL水和8 mL饱和氯化钙溶液洗涤，用1 g无水氯化钙干燥。
干燥后的产物滤入25 mL 蒸馏瓶中蒸馏，收集140-144℃馏分。
并计算产率。
纯正丁醚的沸点142.4，nD201.3992实验流程图四、实验关键及注意事项1、分水器的正确安装及使用；2、制备正丁醚的较宜温度是130-140℃，但开始回流时，这个温度很难达到，因为正丁醚可与水形成共沸点物(沸点94.1℃含水33.4%)；另外，正丁醚、水及正丁醇形成三元共沸物(沸点90.6℃，含水29.9%，正丁醇34.6%)，正丁醇也可与水形成共沸物(沸点93℃，含水44.5%)，故应在100-115℃之间反应一个半小时之后才可达到130℃以上。
压差激活合成树脂堵漏剂的研制及评价
压差激活合成树脂堵漏剂的研制及评价
王学成;乔东宇;王新;许得禄;李富强;杜光焰
【期刊名称】《当代化工研究》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】本文提出了一种新型高温高压井筒封固方案,利用胶囊将固化剂包载隔离,以达到控制反应速度的目的。
在封固剂到达目标井段后,仅在漏点压差作用下将纳米胶囊破坏,使树脂与固化剂开始反应,自适应封堵泄漏孔隙,从而降低了安全风险。
使用过氧化苯甲酰、聚苯胺和十二烷基苯磺酸钠制备的微胶囊固化剂,其最佳乳化剂为微胶囊固化剂质量的0.7%。
同时,研制了合成树脂堵漏材料,可在一定温度和压差下进行裂缝自适应堵漏修复。
树脂固化体抗压强度为147MPa,耐受温度达280℃,具有广阔的应用前景。
【总页数】3页(P82-84)
【作者】王学成;乔东宇;王新;许得禄;李富强;杜光焰
【作者单位】中国石油西部钻探工程技术研究院;中国石油西部钻探科技信息处;中国石油西部钻探井下作业公司;浙江工业大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O632.13
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第36卷第3期2019年9月25日油田化学
OilfieldChemistryVol.36No.3
25Sept，2019
文章编号：1000-4092（2019）03-444-06气田堵水剂用正丁醇醚化酚醛-环氧树脂的制备与性能评价*
张文昌1，徐海民1，黄鑫2，高笑笑2，刘汉超2，黄光速2，郑静2，吴锦荣2
（1.中原油田分公司石油工程技术研究院，河南濮阳457001；2.四川大学高分子科学与工程学院，高分子材料与工程国家重点实验室，四川成都610065）
摘要：为改善油气田环氧堵水剂低黏度和高强度之间的矛盾，以双酚F型环氧树脂（B）为基体、正丁醇醚化酚醛树脂（BPF）为交联剂和稀释剂、2-乙基-4-甲基咪唑（EMI）作为促进剂制得一种低黏度高强度堵水剂。研究了BPF的结构及其对固化体系黏度、固化时间和力学强度的影响。结果表明，BPF可显著降低固化体系的黏度，当BPF质量分数达到80%时，B/BPF体系的黏度可低至50mPa·s，满足向气田深处输送的流动性要求。EMI可明显促进体系的固化，缩短凝胶化时间。通过调节EMI的加量可使体系的固化时间在1数7h内可控。B/BPF体系具有较高的交联密度，力学性能良好，压缩强度可达129MPa。B/BPF固化体系具有良好的水/酸耐受性与热稳定性，可以在地层高温、高矿化度的苛刻条件下长期稳定存在。B/BPF堵剂在固化前具有较低的黏度，固化后具有较高的强度，满足气井堵水剂的使用要求。图7表2参20关键词：双酚F型环氧树脂；正丁醇醚化酚醛树脂；低黏度；高强度；堵水剂中图分类号：TB324：TE358文献标识码：ADOI：10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.03.012
*收稿日期：2018-09-27；修回日期：2018-11-29。基金项目：国家科技重大专项“高含硫气藏改善储层动用状况工程技术”（项目编号2016ZX05017-002）。作者简介：张文昌（1971-），男，研究员，中国石油大学（华东）石油与天然气工程专业工程硕士（2011），从事高酸性气田采气工程专业研究工作。吴锦荣（1980-），男，教授，本文通讯联系人，四川大学材料学博士（2008），研究方向为弹性体材料与热固性树脂，通讯地址：610065四川省成都市一环路南一段24号四川大学高分子科学与工程学院，E-mail：wujinrong@scu.edu.cn。
国内外油气田开采过程中普遍存在油井出水的问题，不仅严重影响油气产量，而且降低最终采收率。用堵水剂堵水是目前较为普遍的一种方法［1-5］。堵水剂应用时主要有液体输送法和直接颗粒输送法两种方法［6］。其中，液体输送法是指在地面配好溶液后直接灌入地下，在地下固化从而封堵出水层。这就要求反应液有较长的固化时间，在到达指定位置后再发生固化，并且反应液应具有较低的黏度，便于向地层深处输送。同时，聚合后形成的材料应具有良好的力学强度，在地层复杂环境中具有耐矿化度、耐高温等特点以保证其在地下长期稳定存在。环氧树脂是一种收缩率最小的热固性树脂，由于其良好的粘结性能、力学性能和耐化学腐蚀性能等特点［7］，被广泛应用于涂料、电子/机电材料、胶黏剂、复合材料和堵剂等诸多领域［8］。目前国内外已有很多采用环氧树脂作为堵剂基体进行成功堵水的案例，但是并未解决堵剂的高黏度困扰［9-12］。针对环氧树脂高黏度的缺点，洪晓斌［13］选择了一种双官能度脂肪族环氧化合物——环己二醇二缩水甘油醚作为活性稀释剂。该稀释剂的加入可使改性双酚F环氧树脂的黏度明显降低，当稀释剂含量为23%时，树脂的黏度可降至600数660mPa·s。然而，随着稀释剂添加量的增多，体系交联密度降低，固化得到的环氧树脂材料的玻璃化转变温度（Tg）、
弯曲强度、拉伸强度均有不同程度的降低［14］。因此油气田环氧堵水剂低黏度和高强度之间的矛盾，是目前环氧堵水剂亟待解决的一个问题。本研究合第36卷第3期成了一种特殊结构的热固性酚醛树脂——正丁醇醚化酚醛树脂（BPF）作为环氧树脂基堵剂的固化剂［15］。由于BPF自身黏度很低，且醚键的引入提高了其与环氧基体的相容性，使得BPF不仅可以用作交联剂，也可作为稀释剂。因此，添加BPF的体系在固化前具有很低的黏度，而固化后具有较高的强度，可以满足气井堵水剂的使用要求。1实验部分1.1材料与仪器双酚F型酚醛树脂NPEF170（B），上海络合化学公司；正丁醇醚化酚醛树脂，自制；苯酚、甲醛，分析纯，正丁醇，工业级，西陇科学股份有限公司；碳酸钠（≥99.8%）、硫酸镁、氯化钙、碳酸氢钠、氯化钠，分析纯，西陇科学股份有限公司；2-甲基-2-乙基咪唑（EMI），分析纯，上海泰坦试剂股份有限公司。NicoletMagnaIR650型傅里叶变换红外光谱仪，美国尼高力公司；AR-2000ex转矩流变仪、Q2000差示扫描量热仪，美国TA公司；Instron5967万能材料试验机，美国英斯特朗公司；GT-Ⅲ凝胶化时间测试仪，上海精密仪器有限公司。1.2环氧-醚化酚醛树脂的制备（1）高羟甲基化甲阶酚醛树脂的合成。称取10g苯酚于装有冷凝管、温度计、搅拌子的三口烧瓶中，油浴加热至50℃，搅拌10min，之后称取8.32g甲醛溶液加入三口烧瓶中，50℃搅拌20min，然后加入0.34g碳酸钠，并以1℃/min的速率升温至80℃，恒温反应30min，再加入4.16g甲醛溶液，80℃恒温反应60min后，降温至40℃，减压蒸馏，将体系中过多的水蒸出。（2）正丁醇醚化酚醛树脂（BPF）的合成。称取10g减压脱水后的甲阶酚醛树脂，并加入过量的正丁醇（15g）于装有分水器和搅拌子的三口烧瓶中，油浴加热至反应溶液微沸，进行共沸冷凝分水操作。收集分水的质量，计算醚化度，以此控制反应的进行。最后将反应液进行减压蒸馏，以回收利用未参与反应的过量的正丁醇。（3）树脂共混物的制备。称量定量的环氧树脂，之后按照质量分数60%、80%、90%、110%、150%、200%称取对应质量的BPF于单口烧瓶中，搅拌均匀，最后加入一定量的促进剂EMI，搅拌均匀。然后对体系进行真空脱气处理30min。同时，相应的模具均匀涂抹脱模剂真空硅脂，置于130℃的老化箱中进行预热处理约30min后，将真空脱气泡的浆液倒入模具中，130℃下固化24h，得到试样。1.3测试及表征方法（1）结构表征。用傅里叶变换红外光谱仪表征产物结构，采用KBr涂膜法，扫描范围为4000数600cm-1，分辨率为4cm-1。
（2）黏度的测定。采用转矩流变仪测定树脂浆液的黏度，测试模式设置为7.34s-1的剪切速率下的时间扫描，取平均值获得稳态黏度，测试温度为25℃。（3）凝胶化时间的测定。设定凝胶化时间测试仪为测试温度后，取1g左右的树脂样品，置于涂有离心脂的测试仪的热盘中，并使用牙签不断搅拌，记录开始时间，直到样品无法进行拉丝时，计时结束。此时间为样品在该温度下的凝胶化时间。（4）力学性能的测定。采用电子万能材料试验机进行力学测试。按国家标准GB/T1041—1992《塑料压缩性能试验方法》进行压缩测试，压缩速度为5mm/min，每个数据取5个测试试样的平均值；按GB/T1040—1992进行拉伸测试，拉伸速度为2mm/min，每个数据取5个测试试样的平均值；按GB/T1042—1992进行压缩测试，弯曲速度为2mm/min，每个数据取5个测试试样的平均值。（5）差示扫描量热（DSC）测试。采用差示扫描量热仪进行非等温DSC测试。取约5mg样品，用铝坩埚密封后进行DSC测试，分析固化反应过程，升温速率包括5、10、15和20℃/min，氮气流量：20mL/min，温度：50数300℃。
2结果与讨论2.1正丁醇醚化酚醛树脂的结构合成正丁醇醚化酚醛树脂（BPF）的化学反应方程式如图1所示，将高羟甲基化的苯酚和过量的醇进行醚化反应，过量的醇用来防止反应体系中高羟甲基化的苯酚进行自身缩合醚化反应。苯酚和甲醛预聚体中的羟基用醇加以醚化，是利用了两者易形成羟基苄基阳离子的缘故。合成的高羟甲基化甲阶酚醛树脂和BPF的红外光谱图如图2所示。比较高羟甲基化甲阶酚醛树
张文昌，徐海民，黄鑫等：气田堵水剂用正丁醇醚化酚醛-环氧树脂的制备与性能评价445油田化学2019年脂与苯酚的红外谱图可以看出，在3311cm-1处有一个很强且很宽的吸收峰，此处是醇与苯酚分子中—OH伸缩振动峰；2000数1667cm-1处三组组频振动
（1935、1890、1835cm-1）的小峰形状和910数650cm-1区域内的吸收带（826、757、692cm-1）为苯环上
1、2、3、5-四取代的特征峰，可以确定苯环上有1、2、3、5-二取代［16］；1152cm-1处为羟甲基中—C—O—的
伸缩振动吸收峰，表明了结构中含有羟甲基。综上可知，产物结构与设计的高羟甲基化甲阶酚醛树脂一致。与高羟甲基化甲阶酚醛树脂相比，BPF的羟基峰峰形变窄，这是由于随醚化反应的进行消耗了体系中羟甲基中的羟基，导致体系中氢键作用及羟甲基的缔合作用减弱；2850cm-1处为芳香族—C—O—C—的反对称伸缩振动峰，且1152cm-1和1083cm-1
代表了生成的醚键—C—O—C—的对称伸缩振动
峰［17］。这些变化说明体系中正丁醇与醇羟基间发生了醚化反应。产物结构与设计的BRF一致。2.2促进剂EMI对B/BPF体系固化时间的影响在实际应用过程中，堵水剂需要向地层深处长距离的输送到指定位置才发生固化，这就要求堵水体系的固化时间要在一定范围内可调。在不加促进剂的情况下，酚醛树脂分子中的羟基和环氧树脂分子中的环氧基只有当温度高于200℃才可以缓慢进行交联固化。因此需要添加促进剂降低固化反应活性，同时通过促进剂的用量调控固化反应时间。2-乙基-4甲基-咪唑（EMI）为常用的促进剂［18-20］，其促进环氧开环机理见图3。
EMI的加入使得B/BPF体系可在130℃下固化，通过调节体系中EMI的加量，对5种固化剂含量不同的B/BPF体系（BPF质量分数为60%数200%）的凝胶化时间进行测试，结果如图4所示。EMI的加量对体系固化时间有显著的影响。随着EMI加量的增大，各体系固化时间明显下降。BPF质量分数为60%、EMI与环氧树脂B质量比（mEMI/mB）为
图1合成BPF的化学反应方程式CH2OHCH2OC4H9
CH2OHOHOHCH2CH2OHHOH2C
CH2OH
+C4H9OH或OHCH2OH
OH
CH2OH
CH2OH
CH2OHCH2OH或OHOHOH
HOH2CCH2OHCH2OH
OHHOH2C
HCHO
图2高羟甲基化甲阶酚醛树脂和BPF的红外光谱图图3EMI促进环氧开环机理图4EMI加量对不同BPF含量环氧体系凝胶化时间的影响