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梳型聚合物液晶的介电反应

物理学报 2000年第4期49卷 781-785页

作者：刘红南京师范大学物理系南京210024

计算了梳型聚合物双轴丝状相液晶侧链的扭曲缺陷能 ,对处于外电场的侧链 ,将其哈密顿量与一维Ising模型相比较 ,得到侧链在外电场中的极化率 .结果表明 ,聚合物的电极化率远大于普通液晶 .在低温下 ,两者之间的比值趋于聚合度N .对弛豫... 详细信息

计算了梳型聚合物双轴丝状相液晶侧链的扭曲缺陷能 ,对处于外电场的侧链 ,将其哈密顿量与一维Ising模型相比较 ,得到侧链在外电场中的极化率 .结果表明 ,聚合物的电极化率远大于普通液晶 .在低温下 ,两者之间的比值趋于聚合度N .对弛豫时间的计算表明 ,聚合物液晶的极化达到饱和的时间很长 ,在低温下是普通液晶的N倍 ,而介电损耗出现的频率则为普通液晶的 1/N倍 .

关键词：梳型聚合物液晶介电反应

梳型聚合物超分散剂的合成及其在有机介质中分散CaCO_3的研究

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华东理工大学学报（自然科学版） 2017年第6期43卷 777-783页

作者：景希玮公维光冯中军唐胜程郑柏存华东理工大学体育新材料研发中心上海200237 上海三瑞高分子材料有限公司上海200232

设计合成了一种新型梳型聚合物SMA-g-PSHD,用于在有机介质中分散超细碳酸钙。该梳型聚合物分别以羧基为锚固基团,低极性聚酯PSHD为溶剂化链。通过FT-IR、1 H-NMR和凝胶渗透色谱(GPC)对梳型聚合物的结构、组成和分子量进行表征,并且系统... 详细信息

设计合成了一种新型梳型聚合物SMA-g-PSHD,用于在有机介质中分散超细碳酸钙。该梳型聚合物分别以羧基为锚固基团,低极性聚酯PSHD为溶剂化链。通过FT-IR、1 H-NMR和凝胶渗透色谱(GPC)对梳型聚合物的结构、组成和分子量进行表征,并且系统地研究了SMA-gPSHD对CaCO_3在有机介质中的分散性、悬浮液流变行为和稳定性的影响,结果表明:梳型聚合物明显改善了CaCO_3的分散性,使其在有机介质中几乎呈单颗粒分布;悬浮液黏度显著降低,并且呈近牛顿流体特征;SMA-g-PSHD改性后的悬浮液具有极佳的稳定性。

关键词：梳型聚合物超分散剂 CaCO3 有机介质

以聚苯乙烯为把的聚四氢呋喃(PTHF)梳型聚合物的制备

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高分子学报 2002年第6期12卷 846-849页

作者：何涛刘业潘才元中国科学技术大学高分子科学与工程系合肥230026

Poly(A-PTHF) can not be obtained from the conventional free radical polymerization,or atom transfer radical polymerization or reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization of A-PTHF,due to low conversion and low degree of polymerization of poly(A-PTHF).Thus,the homo-polymerization of A-PTHF macromonomer was performed under 60Co γ-irradiation with EPDTB(1-(ethoxycarbonyl)prop-1-yl dithiobenzoate) as *** precipitated from methanol,pure poly(A-PTHF) was *** block copolymerization of St was performed using Poly(A-PTHF) as the transfer agent and DCP(dicumy peroxide) as the *** of the homo-polymerization and the following copolymerization are *** evidences are the linear relationship between ln([M]-0/[M]) and polymerization time,the linear evolution of M n with conversion and the narrower *** molecular structures of the poly(A-PTHF) and the block copolymer PSt-b-P(A-PTHF) were characterized by 1H-NMR as well as gel permeation chromatography(GPC).The polymerization mechanism of the homo-polymerization of(A-PTHF) and the copolymerization of poly(A-PTHF)with St were discussed respectively.

关键词：高分子自组装聚苯乙烯聚四氢呋喃梳型聚合物制备

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梳型聚合物减水剂的模拟与合成

梳型聚合物减水剂的模拟与合成

作者：左琳吉林大学

学位级别：硕士

梳形聚合物高效减水剂也叫做超塑化剂,可以在保持混凝土坍落度基本相同的条件下,大幅度减少拌和用水量,是使用量最广的一种混凝土外加剂。目前,国内大量使用的萘系高效减水剂、氨基磺酸高效减水剂和三聚氰胺系高效减水剂均存在着明显的... 详细信息

梳形聚合物高效减水剂也叫做超塑化剂,可以在保持混凝土坍落度基本相同的条件下,大幅度减少拌和用水量,是使用量最广的一种混凝土外加剂。目前,国内大量使用的萘系高效减水剂、氨基磺酸高效减水剂和三聚氰胺系高效减水剂均存在着明显的不足。而梳型聚合物高效减水剂相对于普通的减水剂,对水泥的分散性能有显著提高,具有减水率高、掺量低、保坍性能好、增强效果显著等诸多优点,越来越受到众多研究者和生产使用单位的青睐,成为了混凝土外加剂领域中的研究重点。目前,梳型聚合物高效减水剂与水泥颗粒间的作用机理仅由实验测试结果推导而致,缺乏可视性,给理论研究带来盲区。而Monte Carlo模拟方法能够提供可直接观测的机会，很好的描述过程的演化,真实地反映自然规则与属性,近年来引起人们的关注。Monte Carlo模拟方法属于随机算法,该方法不采用任何近似,将Monte Carlo模拟方法应用于聚合物吸附理论的研究中,不仅可以了解该种梳型聚合物分子在固体表面的吸附规律,同时也将对其分子设计提供切实可行的理论指导。这种方法不同于传统的理论与实验研究,既能作为理论指导实验又能对实验进行验证,架起了为理论与实验相互间的桥梁,成为了当今全新的科研手段。本论文详细介绍了国内外梳型聚合物减水剂的研究应用进展,探讨了梳型聚合物减水剂的发展趋势,利用计算机模拟方法研究了梳型聚合物减水剂的吸附特点,从分子设计入手,合成出了含羟基、羧基、磺酸基、聚氧乙烯基等基团的梳型聚合物减水剂。采用Monte Carlo方法中的三维格子模型对梳型聚合物减水剂在固液界面吸附形态进行了模拟,得到了梳型聚合物减水剂在液相中的聚集形态及在固液界面上吸附形态的瞬时构型,同时获得梳型聚合物减水剂的吸附层厚度、均方回转半径和吸附在固液界面的各种链段数等微观信息。结果表明,当接枝数Np梳型聚合物减水剂在液相中的扩散系数逐渐降低,相对粘度逐渐增大,但无论在液体中还是在固体表面,梳型聚合物的均方回转半径都随着支链增长或者聚合度的增加而增大。当Np>6时,吸附层厚度近似等于长侧链的长度,梳型聚合物减水剂在固体表面形成空间排斥为主,静电排斥为辅的吸附状态,与简单的有机分子相比具有更厚的吸附层和更好的空间排斥作用。经理论验证,在固体表面上梳型聚合物减水剂吸附密度过低或过高均不能起到良好的空间屏蔽或阻隔效应;另外吸附在固体粒子表面的梳型聚合物减水剂应具有适宜的吸附-脱附自平衡能力,以便能更好提高其在水泥中自迁移性、均匀性以及增塑性。聚合物在固体表面的吸附密度随着支链的增加而急剧降低。当聚合度大于某一值时,超塑化剂的用量随着其支链的增长而减小。为了减少超塑化剂的用量,我们通常可以在保持聚合度一定的情况下增长PEO支链的长度。但是,支链的长度必须在一定的范围内才能发挥良好的空间排斥作用。当Np>6时,聚合物的吸附层厚度约等于PEO支链的长度。本文选用大单体OXAA系列大单体、自制大单体APEG、马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)采用水溶液自由基共聚的方法合成梳型聚合物减水剂。通过理论推导及实验验证,本文确定了引发剂采用一次投入为主,持续补加为辅的聚合工艺方式,在反应温度为85℃,反应时间为7h的条件下,最佳配比为nAPEG:nMAH:nAA:nSMAS=1:2:1.5:1.5,引发剂用量为单体总质量的2.5%。按此摩尔比合成梳型聚合物高效减水剂,在掺量0.2%、水灰为0.29时进行水泥净浆流动度测试,其净浆流动度为281mm。本文对梳型聚合物减水剂的合成中单体用量以及其侧链长度等对水泥净浆流动性的影响进行了详细的研究。结果显示,少量的SMAS对提高水泥净浆流动度有一定作用,原因是SMAS起到静电排斥效应;当提高AA、MAH的用量时,净浆流动度随之提高;测试中发现,当AA、MAH用量过多时,都会产生泌水抓底现象。利用不同分子量的大单体合成了侧链长短不同的梳型聚合物减水剂,测试水泥净浆流动度表明,侧链长度大的减水剂比侧链长度小的减水剂净浆流动度高。原因是当侧链足够长时,减水剂会表现出明显空间位阻效应。温度降低,体系粘度增大,不利于分子扩散,因此夏季的水泥净浆流动度要比冬季好,这一问题将在下一阶段进行研究解决。本文的模拟方法对高效减水剂的理论研究具有指导意义,用此理论所合成的梳型聚合物减水剂具有良好的流动性能,应用前景良好。

关键词：梳型聚合物减水剂模拟合成流动性

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梳型聚合物的合成及降凝性能研究

梳型聚合物的合成及降凝性能研究

作者：唐强天津大学

学位级别：硕士

本文结合苏丹三七区原油高含蜡、高胶质沥青质和高凝固点的特点,根据原油降凝机理合成了五种不同种类的梳型聚合物,通过红外(IR)对结构进行了表征,并就不同因素对降凝效果的影响作了研究探讨,具体内容如下:1.以壬基酚与甲醛为原料,合成... 详细信息

本文结合苏丹三七区原油高含蜡、高胶质沥青质和高凝固点的特点,根据原油降凝机理合成了五种不同种类的梳型聚合物,通过红外(IR)对结构进行了表征,并就不同因素对降凝效果的影响作了研究探讨,具体内容如下:1.以壬基酚与甲醛为原料,合成了线形聚合物酚醛树脂,通过实验确定了最佳合成工艺条件,以醋酸锌为催化剂,调节反应PH值至4—7范围内,壬基酚与甲醛摩尔比1:1.5,反应温度85℃,反应时间4h。2.研究不同因素对酯化产率的影响,确定了丙烯酸十八酯合成的最佳工艺,丙烯酸与十八醇摩尔比为1:1.5;对甲苯磺酸的质量分数为0.7wt%;对苯二酚的质量分数为0.4wt%;反应温度为120℃;反应时间为4h;携水剂按醇酸总质量的50%计。在此反应条件下,酯化产率可达93%以上。3.以碳酸乙烯酯、1,3—丙烷磺内酯、马来酸酐、苯乙烯、丙烯酰胺、高级醇等为原料合成了酚醛树脂接枝碳酸乙烯酯(A)、酚醛树脂接枝1,3—丙烷磺内酯(B)、马来酸酐—丙烯酸十八酯二元共聚物(C)、马来酸酐—苯乙烯—丙烯酸十八酯三元共聚物(D)、马来酸酐—苯乙烯—丙烯酰胺酯化物(E)等五种梳型聚合物,分别考察了其对原油的降凝效果,发现A、B两种降凝剂降凝效果较差,仅为0～1℃。降凝剂E降凝效果最好,达到6.5℃。4.研究了梳型聚合物的链段分布、亲油端链段、引发剂用量、聚合温度、聚合时间、降凝剂加入量、降凝剂处理温度等因素对原油降凝效果的影响。随着亲油链段的增长,降凝效果越来越好。随着引发剂加入量的增加,降凝效果越来越好,进一步增加,降凝效果开始变差。随着聚合温度的提高、聚合时间的延长,降凝效果越来越好,最后趋于稳定。5.确定了C、D、E三种降凝剂的最佳合成工艺,马来酸酐:丙烯酸十八酯(mol)=1:3,引发剂用量0.5wt%,聚合温度105℃,聚合时间4h时,马来酸酐:苯乙烯:丙烯酸十八酯(mol)=2:1:6,引发剂用量0.7wt%,聚合温度100℃,聚合时间6h,马来酸酐:苯乙烯:丙烯酰胺(mol)=6:1:2,引发剂用量0.6wt%,聚合温度100℃,聚合时间7h。

关键词：降凝剂梳型聚合物共聚接枝

梳型聚合物对稠油和高凝油流变行为的影响研究

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梳型聚合物对稠油和高凝油流变行为的影响研究

作者：王明磊华东理工大学

学位级别：硕士

沥青质和蜡是原油中决定原油流动性能的重要组分。当原油含沥青质含量较高时,原油表现出很高的粘度,通常定义为稠油或特稠油;而当原油中蜡含量较高时,原油表现为较高的凝点,通常定义为高蜡油或高凝油。随着世界范围常规原油储量的减少,... 详细信息

沥青质和蜡是原油中决定原油流动性能的重要组分。当原油含沥青质含量较高时,原油表现出很高的粘度,通常定义为稠油或特稠油;而当原油中蜡含量较高时,原油表现为较高的凝点,通常定义为高蜡油或高凝油。随着世界范围常规原油储量的减少,对这两类特种原油的开发利用愈来愈多。因此选取适当的降凝降粘方式,开发相应的流动改性剂具有重要的研究意义。本文以大分子自组装理论为基础,采取自由基溶液聚合及基团修饰的方法,分别合成了针对特稠油乳化的梳型聚合物表面活性剂2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸-co-丙烯酸共聚物衍生物(P-X-Y)和针对高凝油降凝的马来酸酐-a烯烃共聚物的衍生物(PMAC, AMAC, MAC)。通过核磁共振氢谱(1H NMR)对合成的不同类型聚合物的结构进行表征,通过核磁积分定量分析了聚合物中极性基团接枝率与投料比的关系。分别对特稠油的乳化降粘及高凝油的降凝降粘的物理化学原理进行了深入研究。辅之以如原油模型化、流体流型模型化的数学方法,研究了梳型聚合物表面活性剂和降粘剂与原油中蜡或沥青质组分自组装的机理和降粘、降凝机理。通过流变学方法测试了P-X-Y系列梳型聚合物表面活性剂对稠油乳化的能力,其中P-16-4和P-12-4由于较为适宜的亲疏水性,表现出优异的乳化降粘性能和较好的稳定性。乳状液相比原油的粘度可降低两个数量级。利用偏光显微镜观察了乳状液中油滴的大小和形态。P-X-Y系列梳型表面活性剂可使稠油形成稳定的O/W型乳状液。同样利用流变学方法,考察了含不同侧链的梳型聚合物降粘剂对高蜡油的降粘效果差异。利用偏光显微镜,分别观察了含不同侧链的梳型聚合物降凝剂对模型油和高凝油中蜡晶大小和分布的影响。PMAC、AMAC、MAC均可对含沥青质模型油和高凝油的流动性能有良好改善效果。其中,MAC由于侧脸上缺乏适量的极性基团,改善效果最差。而AMAC由于含有与沥青质相容性更好的芳香基团而表现出最优的改善效果。

关键词：梳型聚合物表面活性剂蜡沥青质原油流变学

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梳型聚合物结构对柴油低温流动性影响

梳型聚合物结构对柴油低温流动性影响

作者：杨建正华东理工大学

学位级别：硕士

由于普通柴油的凝点和冷滤点较高,给其在低温下,尤其是冬季的使用带来较大的困扰。本文合成并系统研究了MAC梳型聚合物的化学结构与其降凝、降滤性能之间的关系,主要借助流变学、冷滤点测试、DSC和偏光显微镜等手段研究聚合物对柴油低... 详细信息

由于普通柴油的凝点和冷滤点较高,给其在低温下,尤其是冬季的使用带来较大的困扰。本文合成并系统研究了MAC梳型聚合物的化学结构与其降凝、降滤性能之间的关系,主要借助流变学、冷滤点测试、DSC和偏光显微镜等手段研究聚合物对柴油低温流动性的影响,并对其规律及作用机理进行了深入研究。采用自由基聚合的方法,使马来酸酐与a-烯烃共聚并以不同碳链长度的脂肪胺进行侧链修饰,最终得到MAC梳型聚合物。利用核磁共振氢谱（’H NMR）对梳形聚合物的化学结构进行了表征,定量分析了聚合物分子中极性和非极性基团的比例。采用尿素络合法分离了柴油中的正构烷烃,并通过GC-MS测得了0#柴油、-10#柴油和龙宇0#柴油的平均碳数;运用冷滤点测试、DSC分析、偏光显微镜和流变学方法研究了梳形聚合物与柴油低温性能的相关规律。结果表明,梳型聚合物可以改善三种柴油的低温流动性,且不同梳型聚合物对不同种类柴油的效果不同。其中,对龙宇0#柴油的流动性能改善效果最为明显。运用冷滤点测试和偏光显微镜等手段,重点研究了聚合物侧链长度、极性基团与非极性基团比例以及聚合物主链长度对柴油低温流动性影响。结果发现,由于MAC的侧链上主要是远离极性基团的一部分碳链参与结晶,因此实际参与共晶部分的平均碳数偏小。当MAC侧链长度略高于正构烷烃的平均碳数时,改性效果最好。此外,调控MAC的极性基团与非极性基团的比例,可使MAC分子主链更好地吸附在析出的蜡晶表面上,而分子中的极性基团阻碍蜡晶生长,从而达到对柴油低温改性的效果。适当调节聚合物主链的长度,可以改善聚合物在柴油中的溶解度和结晶能力,使MAC在柴油中的结晶温度与柴油中蜡的结晶温度匹配更好,进而对柴油有显著的低温改性效果。综上所述,MAC系列梳型聚合物可用于改善柴油低温流动性,其结构对柴油的低温流动性影响显著。研究MAC分子结构,深入考察其对柴油低温流动性作用机理具有重要的理论研究意义和经济价值。

关键词：柴油冷滤点梳型聚合物低温流动性

梳型聚合物对高凝油蜡晶特性和流变性能的影响

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梳型聚合物对高凝油蜡晶特性和流变性能的影响

作者：周超华东理工大学

学位级别：硕士

随着经济的高速发展,当今世界对能源的需求与日俱增。石油作为传统能源,在工业生产中扮演着重要的角色。但由于其消耗量逐年增加,导致可开采储量不断减少。世界范围内,高蜡和高沥青质原油的开采量逐年增加,在开采、运输过程中遇到的原... 详细信息

随着经济的高速发展,当今世界对能源的需求与日俱增。石油作为传统能源,在工业生产中扮演着重要的角色。但由于其消耗量逐年增加,导致可开采储量不断减少。世界范围内,高蜡和高沥青质原油的开采量逐年增加,在开采、运输过程中遇到的原油粘度大,流动困难的问题亟待解决。化学添加剂的加入能够有效改善原油的流变性能,且能耗小、用量少、成本低,较传统的加热等方法更有优势。本文在聚(苯乙烯-马来酸酐)侧链上接枝不同碳链长度的伯胺,包括十四胺、十六胺和十八胺,通过改变伯胺与马来酸酐的投料比,即1.0,1.5和2.0,从而调节梳型聚合物中极性官能团和非极性官能团的比例,得到一个系列,进而研究侧链不同长度和胺化度的SMAC对模型油和原油的流动性的影响。本文通过核磁共振氢谱(1H NMR)表征了梳型聚合物的结构,并通过积分核磁峰面积定量计算出分子中极性和非极性官能团的比例,并计算出梳型聚合物SMAC的胺化度。此外,借助GPC测量了SMAC的分子量。本文所使用的是辽河油田高凝油,含蜡量高达37%,胶质、沥青质含量为12.22%,低温时易凝固。为了研究梳型聚合物与高凝油的相互作用机理,本文配制了模型油以简化研究对象。通过流变仪测试模型油和原油在添加剂加入前后屈服应力、凝点的变化,评价梳型聚合物对模型油和原油流动性能的改善效果。此外,还借助偏光显微镜观察油品中蜡晶结晶形态的变化,通过差示扫描量热仪DSC测量了油品中的蜡晶的相转变温度和焓值。实验结果表明,梳型聚合物SMAC能有效地降低油品的屈服应力、凝点,改变原油中蜡晶的结晶形态,使其更好地分散在原油中,并不易凝结成块。其中,在50℃的测试温度和0.3%加入浓度下,SMAC18-2.0对辽河高凝油屈服应力的降低幅度达到99.3%。胺化度、侧链接枝的碳链长度和投加浓度都对原油的流变性能有显著的影响。总体而言,随着碳链增长,胺化度提高,投加浓度增加,对油品流变性能的改善效果越好。综上所述,梳型聚合物SMAC可以有效地降低蜡的结晶度,降低高凝油的凝点与屈服应力,从而改善高凝油的流动性能。在实际生产中可以减少高凝油开采和运输能耗,带来可观的经济效益。

关键词：梳型聚合物流动性能蜡晶

梳型聚合物的合成及其与蒙脱土相互作用的研究

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梳型聚合物的合成及其与蒙脱土相互作用的研究

作者：王立亚山东大学

学位级别：硕士

目前由于石油能源紧张,国内外对石油的需求量越来越大,油田勘探开发逐步朝深部地层发展。这就要求钻井液聚合物具有良好的抗高温和耐盐的特性。钻井液用合成聚合物通常是由不同抗温、耐水解单体制备的直链无规共聚物,因此聚合物的研发... 详细信息

目前由于石油能源紧张,国内外对石油的需求量越来越大,油田勘探开发逐步朝深部地层发展。这就要求钻井液聚合物具有良好的抗高温和耐盐的特性。钻井液用合成聚合物通常是由不同抗温、耐水解单体制备的直链无规共聚物,因此聚合物的研发受制于耐温单体的研制,而忽略了聚合物结构对性能的影响。本文通过大单体共聚法制备了带有长侧链的梳型聚合物,发现梳型聚合物不仅具有良好的抗高温耐盐性,还能调控钻井液具有较好的流动特性。通过胶体化学实验进一步研究了梳型聚合物与粘土间的相互作用。本文的主要内容包括以下几个方面：1.梳型聚合物的合成及表征本文通过先酯化制备大分子单体然后再聚合的方法,合成了带有长侧链的梳型聚合物。即以聚乙二醇单甲醚(PEGM)与马来酸酐(MA)酯化反应得到大分子单体(PEGM-MA),再配以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)两种单体,采用水溶液自由基聚合得到梳型聚合物。红外光谱分析表征了聚合物结构中存在各单体官能团,证实了聚合物的梳型结构;利用元素分析法确定了聚合物中元素比例,进而计算各结构单元所占比例;由特性粘数近似计算得梳型聚合物分子量在8-9万左右;热重-差示扫描量热(TG-DSC)实验表明合成的梳型聚合物具有较好的耐温性。2.梳型聚合物在不同基浆体系中降滤失效果的评价根据GB/T16783.1-2006水基钻井液评价程序,评价了梳型聚合物在不同基浆体系中的降滤失效果。结果表明梳型聚合物在淡水基浆、盐水基浆和饱和盐水基浆中经过高温老化后仍具有较好的降滤失效果。与油田现场用的国外进口产品Driscal D对比发现,高温老化后梳型聚合物对淡水基浆、盐水基浆和饱和盐水基浆粘度及切力的影响较小,具有较好的调控能力。3.梳型聚合物与蒙脱土间相互作用的研究本文通过吸附实验、zeta电势测定以及流变学表征等手段研究了不同侧链密度、长度的梳型聚合物对粘土分散体系的影响。结果表明聚合物通过其酰胺基团与粘土表面羟基间的氢键作用吸附在粘土表面,同时侧链向外伸展在水溶液中。随聚合物浓度的增加,聚合物在粘土表面的吸附量增加,颗粒的zeta电势绝对值也相应增加。在无机盐浓度较低时,吸附量和颗粒的zeta电势绝对值进一步增加;当无机盐浓度较高时,吸附量和zeta电势均达到(?)平台值。对照体系流变实验结果,发现增加侧链长度,能有效的屏蔽无机盐对颗粒zeta电势的影响,并且长的侧链能降低粘土分散体系粘度。因此梳型聚合物对粘土体系具有良好的分散特性。

关键词：梳型聚合物蒙脱土抗温耐盐流变性