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适用于深水水基钻井液的温敏聚合物流型调节剂

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钻井液与完井液 2021年第1期38卷 14-20页

作者：吕开河王中义黄贤斌王金堂杨峥王韧邵子桦非常规油气开发教育部重点实验室·中国石油大学(华东) 山东青岛266580 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

针对深水水基钻井液低温流变调控的要求,利用温敏聚合物在对温度响应的过程中有显著的流体力学体积和分子构象变化的性质,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酰胺(AM)为单体,合成了一种流型调节剂PNAAM。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了... 详细信息

针对深水水基钻井液低温流变调控的要求,利用温敏聚合物在对温度响应的过程中有显著的流体力学体积和分子构象变化的性质,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酰胺(AM)为单体,合成了一种流型调节剂PNAAM。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了产物的官能团。热重分析显示产物初始热分解温度在300℃。浊度分析显示,单体配比和盐浓度均是通过影响分子链中亲水基团与水分子氢键的强度来影响产物的LCST(低临界溶解温度)。PNAAM在钻井液中4、25和65℃流变参数比值为AV_(4℃)∶AV_(25℃)∶AV_(65℃)=1.75∶1.22∶1、PV_(4℃)∶PV_(25℃)∶PV_(65℃)=1.8∶1.4∶1、YP_(4℃)∶YP_(25℃)∶YP_(65℃)=1.8∶1∶1.09。机理分析认为,温度小于LCST时,分子链中亲水基酰胺基团做主导,PNAAM分子溶于水,无可测量的流体力学半径;温度大于LCST时,分子链中疏水基做主导,PNAAM分子链之间疏水缔合作用增强,形成三维网状结构,黏度增大,聚合物粒度增大,泥饼膨润土颗粒更加致密有序。

关键词：深水水基钻井液低温流变调控温敏聚合物流型调节

基于rGO@Au-BiVO4与温敏型聚合物复合材料的开关式电化学传感器

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基于rGO@Au-BiVO4与温敏型聚合物复合材料的开关式电化学传感器

中国化学会第十四届全国电分析化学学术会议

作者：王晨曦赵鹏程杨平平张莉费俊杰湘潭大学化学学院

以温敏型聚合物聚(N-乙烯基己内酰胺),还原氧化石墨烯(rGO),金纳米粒子(Au NPs)以及花状偏钒酸铋(BiVO)为基本材料,进而构建一种温度控制可切换的电化学传感器。该传感器在对苯二酚检测中表现出良好的温度敏感性和可逆性。在低温条件下... 详细信息

以温敏型聚合物聚(N-乙烯基己内酰胺),还原氧化石墨烯(rGO),金纳米粒子(Au NPs)以及花状偏钒酸铋(BiVO)为基本材料,进而构建一种温度控制可切换的电化学传感器。该传感器在对苯二酚检测中表现出良好的温度敏感性和可逆性。在低温条件下,聚合物处于一种拉伸状态,从而掩盖复合材料的电活性位点,因此对苯二酚无法通过聚合物来实现电子交换,即"关闭"状态;相反,在高温条件下,聚合物呈现收缩状态,所以将活性位点暴露出来,进而对苯二酚能够进行正常的氧化还原反应,另外产生响应电流,即"打开"状态。此外,由于还原氧化石墨烯(rGO)和偏钒酸铋(BiVO)具有良好的比表面积,所以该传感器也具有良好的检出范围以及低检出限。

关键词：温敏聚合物电化学"开关"检测还原氧化石墨烯对苯二酚

来源： cnki会议评论

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深水钻井液用温敏聚合物流型调节剂研制

深水钻井液用温敏聚合物流型调节剂研制

作者：顾甜甜中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

在深水钻井过程中,水下的低温高压环境使钻井液粘度迅速增加。常规处理剂对钻井液低温流变性的调控效果较差,导致钻井液流动阻力增大,由此引发当量循环密度高、井漏和压力控制难等一系列井下复杂情况。因此,“恒流变性”钻井液体系已经... 详细信息

在深水钻井过程中,水下的低温高压环境使钻井液粘度迅速增加。常规处理剂对钻井液低温流变性的调控效果较差,导致钻井液流动阻力增大,由此引发当量循环密度高、井漏和压力控制难等一系列井下复杂情况。因此,“恒流变性”钻井液体系已经成为当前研究的新趋势,其中低温流变性更易调控的油基和合成基钻井液发展迅速,水基钻井液因在45℃范围内粘度变化更为明显而调控更加困难,所以解决深水水基钻井液低温流变性调控是未来深水钻井发展必须解决的重要问题之一。本文基于大量文献调研,制备了一种对深水水基钻井液体系低温流变性起到调控作用的温敏聚合物(PVCL)。以乙烯基己内酰胺单体(NVCL)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在水溶液中通过自由基聚合的方式合成了聚N-乙烯基己内酰胺。通过正交实验确定了合成的最佳反应条件:引发剂:单体:溶剂=1:50:500(质量比),反应温度为55℃,反应时间为4 h;探讨了盐浓度、pH值、聚合物浓度对产物LCST的影响;通过红外光谱、凝胶渗透色谱、质谱等测试方法,对合成的温敏聚合物PVCL进行了结构表征。实验结果表明,合成的PVCL有着较强的抗温、抗盐能力,对水基钻井液体系低温流变性有较好的调控能力;优选出的深水水基钻井液体系基础配方:4%膨润土浆+0.5%XC+0.5%PVCL+4%SD-101+4%SD-201+2%润滑剂+20%NaCl。

关键词：深水钻井液温敏聚合物聚N-乙烯基己内酰胺低临界溶解温度低温流变性

聚合物荧光温度计的制备及其细胞内温度成像研究

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光谱学与光谱分析 2020年第S1期40卷 209-210页

作者：乔娟木肖玉齐莉中国科学院化学研究所活体分析化学院重点实验室北京100190

细胞内温度变化的研究与代谢通路息息相关,因此构建细胞内的温度响应探针研究能量代谢与温度之间的内在关系至关重要。最近我们构建了一系列基于荧光聚合物的分子温度计并应用于细胞内的温度变化研究。利用聚合物的温度刺激-响应性能引... 详细信息

细胞内温度变化的研究与代谢通路息息相关,因此构建细胞内的温度响应探针研究能量代谢与温度之间的内在关系至关重要。最近我们构建了一系列基于荧光聚合物的分子温度计并应用于细胞内的温度变化研究。利用聚合物的温度刺激-响应性能引起键合于聚合物链上荧光分子的变化,可以高效灵敏的识别细胞内温度并实现其变化研究。同时,利用这种方法还可以进行外界刺激条件下细胞内温度变化成像,考察与温度相关的神经递质及能量物质的变化关系。

关键词：温敏聚合物荧光温度计细胞内温度变化

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润湿性可控智能表面的研究进展

材料研究学报 2008年第6期22卷 561-571页

作者：施政余李梅赵燕路庆华上海交通大学化学化工学院上海200240

论述了表面润湿性的基本原理,综述了可控润湿性智能表面研究的最新进展,介绍了热化学法、电润湿法、光致表面化学反应法、溶剂法、pH法和多重响应法等调控表面润湿性的方法和机理,展望了润湿性可控智能表面的发展方向.

关键词：材料科学基础学科可控润湿性综述智能表面接触角温敏聚合物光敏材料

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具有可调溶胀性能的纤维素基温敏水凝胶

高分子材料科学与工程 2016年第6期32卷 118-123页

作者：程金梁殷鸿尧冯玉军全红平四川大学高分子研究所高分子材料工程国家重点实验室四川成都610065 西南石油大学油气田应用化学四川省重点实验室四川成都610500

基于纤维素的水凝胶用途广泛,但其溶胀调控规律少见报道。文中以羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羟乙基纤维素(HEC)为原料,以环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,制备了系列纤维素基温敏水凝胶,研究了在温度作用下HPMC及ECH含量、p H、无机盐对水凝胶溶... 详细信息

基于纤维素的水凝胶用途广泛,但其溶胀调控规律少见报道。文中以羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羟乙基纤维素(HEC)为原料,以环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,制备了系列纤维素基温敏水凝胶,研究了在温度作用下HPMC及ECH含量、p H、无机盐对水凝胶溶胀性能的影响。结果表明,制备的纤维素基水凝胶具有随温度变化可调的溶胀性能;HPMC含量越高,水凝胶收缩能力越强;ECH含量越高,水凝胶收缩能力越弱;达到溶胀平衡的水凝胶具有良好的力学性能以及p H和无机盐稳定性。

关键词：温敏聚合物羟丙基甲基纤维素水凝胶溶胀性能

配位聚合物稳定的银基纳米材料的合成及其抗菌性能和抗菌机制的研究

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配位聚合物稳定的银基纳米材料的合成及其抗菌性能和抗菌机制的研...

作者：纪海训吉林农业大学

学位级别：硕士

病原菌感染给人类的健康与生命造成了严重的威胁。近年来,越来越多的耐药性细菌的出现导致了抗生素疗效的下降,特别是“超级细菌”的出现给人类带来了新的挑战。新型有效的抗菌剂的开发迫在眉睫。研究表明银纳米抗菌材料具有优异的广谱... 详细信息

病原菌感染给人类的健康与生命造成了严重的威胁。近年来,越来越多的耐药性细菌的出现导致了抗生素疗效的下降,特别是“超级细菌”的出现给人类带来了新的挑战。新型有效的抗菌剂的开发迫在眉睫。研究表明银纳米抗菌材料具有优异的广谱抗菌性能,是最有前景的抗菌剂之一。然而,由于银纳米粒子容易聚集的特性又影响其抗菌活性和实际应用。目前多种策略被用于提高银纳米材料的抗菌性能,包括使用无机材料、有机材料、氧化石墨烯以及聚合物等来稳定银纳米粒子。聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)作为一种温敏聚合物,具有良好的生物相容性、温度敏感性和柔性结构可调性,已经被广泛地用于基因与药物载体以及组织工程等医药领域的研究。目前的研究表明,温敏聚合物已成为制备低细胞毒性智能抗菌材料的最佳候选材料之一,可以赋予抗菌材料温度可控的选择性抗菌功能。然而,目前PNIPAM在抗菌领域的应用才刚刚起步。本研究利用具有配位功能的温敏共聚物P(NIPAM-co-MQ)作为银纳米粒子的稳定剂,成功地合成了两类银基纳米粒子复合材料Ag NPs@P和GO@P@Ag NPs,并对两类材料的抗菌性能和抗菌机制进行了系统地研究。具体工作如下:方法:通过传统自由基聚合方法,以NIPAM和MQ两种单体为原料,制备了具有配位功能的P(NIPAM-co-MQ)温敏共聚物。再分别用P(NIPAM-co-MQ)和GO@P作为稳定剂合成两种新型银基纳米材料Ag NPs@P和GO@P@Ag NPs。通过核磁共振(H NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见光谱(Uv-vis)、X射线光电子能谱(XPS)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、透射电子显微镜(TEM)等技术对所合成材料的理化性质进行表征与分析。通过MIC与MBC法、光密度法以及平板计数法对所合成的新型纳米材料进行抗菌性能评价。基于荧光检测、扫描电子显微镜(SEM)检测以及胞内ROS分析等方法对纳米材料的抗菌机制进行研究。结果:1.以温度敏感的共聚物P(NIPAM-co-MQ)作为稳定剂,成功地合成了三种小尺寸的Ag NPs@P(3.91 nm)、Ag NPs@P(2.29 nm)和Ag NPs@P(1.59nm)纳米材料。并对所合成的材料的理化性质进行分析,结果表明这三种材料具有类似于PNIPAM的温敏特性以及在p H=6.5-8.0之间具有很好的稳定性。在此基础上,对三种小尺寸Ag NPs@P纳米材料的抗菌性能进行了系统评价,结果表明三种材料对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄葡萄球菌具有高效的抗菌活性和很好的长效抗菌性能。MIC值在4.05-21.6μg/m L之间,MBC值在8.01-27μg/m L之间。特别是超小尺寸的Ag NPs@P,对普通菌株和耐药性菌株都呈现出优异的抗菌性能,MIC值均为4.05μg/m L。同时我们发现,由于温敏聚合物本身的特性,其稳定的Ag NPs@P纳米材料的抗菌特性也呈现出温度依赖性。另外,Ag NPs@P的抗菌活性受多方面的影响,包括其温敏聚合物的比例、实验温度以及银纳米粒子的尺寸等。实验中,我们还深入地研究和分析了所合成的纳米材料的抗菌机制,结果表明:Ag NPs@P能够通过多种方式破坏细菌,包括破坏细胞膜,纳米银内化、产生ROS等。而且,在材料浓度较低时,胞内高的内化银含量和高的ROS产生可能起了主要作用,当材料浓度较高时,Ag NPs@P的杀菌作用主要是通过破坏细胞膜的结构实现的。2.本论文的第二部分工作是以温敏共聚物P(NIPAM-co-MQ)功能化的GO作为稳定剂合成GO@P@Ag NPs纳米复合材料。通过透射电镜(TEM)分析,我们清楚地看到,与GO@Ag NPs相比,温敏共聚物能够很好地控制银纳米粒子的尺寸和稳定性以及提高银纳米粒子在氧化石墨烯上的负载量。进一步的抗菌性能实验表明所合成的GO@P@Ag NPs纳米复合材料对革兰氏阴性的大肠杆菌和革兰氏阳性的金黄葡萄球菌都具有很好的抗菌性能。其抗菌活性具有温度和浓度依赖性,同时与供试菌的种类也有关。而且在一定浓度下GO@P@Ag NPs仅在1小时内就能完全杀死供试细菌。同时GO@P@Ag NPs还具有较好的长效循环抗菌作用,经5次循环使用后,其抗杀菌率仍然能达到70-80%。荧光检测、SEM检测以及胞内ROS等检测表明GO@P@Ag NPs的抗菌机制主要涉及到细胞膜的损伤和胞内ROS的产生等。结论:本研究成功地合成了两类银基纳米抗菌剂Ag NPs@P和GO@P@Ag NPs,结果表明这两类抗菌剂都具有很好的广谱抗菌活性。抗菌性能受其表面温敏聚合物的性质、银纳米粒子的尺寸以及供试菌的种类等多方面因素影响。所制备的银基纳米抗菌材料能够通过多种机制杀死细菌。本论文的研究为新型高效抗菌剂的研究与应用奠定了良好的基础。

关键词：银纳米粒子温敏聚合物尺寸控制氧化石墨烯抗菌

N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸酯类共聚物温敏性能及应用的研究

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功能材料 2009年第4期40卷 663-666页

作者：丁萍萍傅相锴陈祝君涂小波西南大学化学化工学院应用化学研究所重庆400715 重庆市应用化学市级重点实验室重庆400715

利用溶液聚合法合成了一系列不同质量配比的N-异丙基丙烯酰胺（NIPA）／甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸乙酯（MEA）或甲基丙烯酸丁酯（MBA）线型共聚物，用傅立叶红外光谱（FT～IR）和热重分析（TG）对共聚物进行了表征。采用紫外... 详细信息

利用溶液聚合法合成了一系列不同质量配比的N-异丙基丙烯酰胺（NIPA）／甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸乙酯（MEA）或甲基丙烯酸丁酯（MBA）线型共聚物，用傅立叶红外光谱（FT～IR）和热重分析（TG）对共聚物进行了表征。采用紫外可见分光光度计（UV）测定了共聚物水溶液的低临界溶解温度（LCST），研究表明，通过改变共聚单体的配比LCST可在18～32℃范围内调节。对聚合物水溶液进行UV测试发现，共聚物水溶液在LCST附近光透过率变化显著，共聚物水溶液在LCST温度之上为白浊状态而在该温度下为清澈透明状，在LCST以下，溶液的透光率受到浓度、单体投料比等因素影响。该变化过程呈现可逆性，且变化迅速，灵敏性高，重复性好，在智能调光材料领域有广泛的应用前景。

关键词：聚(N-异丙基丙烯酰胺/甲基丙烯酸酯) 共聚物水溶液 LCST温度温敏聚合物调光材料

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温敏增稠固井水泥外加剂的合成与性能研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2016年第6期49卷 597-602页

作者：郭锦棠董美美于永金夏修建靳建州天津大学化工学院天津300072 中国石油集团钻井工程技术研究院北京100089

目前在深井、超深井固井过程中,因井底循环温度过高,常导致水泥浆体系稠度逐渐变稀,稳定性变差,针对这一问题,设计合成了一种具有温敏增稠作用的聚合物.通过红外、核磁对该聚合物的结构进行表征,利用TG对该聚合物进行了耐热性能分析,采... 详细信息

目前在深井、超深井固井过程中,因井底循环温度过高,常导致水泥浆体系稠度逐渐变稀,稳定性变差,针对这一问题,设计合成了一种具有温敏增稠作用的聚合物.通过红外、核磁对该聚合物的结构进行表征,利用TG对该聚合物进行了耐热性能分析,采用流变仪测试了该接枝聚合物水溶液在不同温度条件下的流变性能.结果表明,该温敏接枝聚合物具有良好的耐热性并且在水溶液中具有独特的高温增稠性能.将该聚合物应用于水泥浆体系中,并进行了沉降稳定性测试和高温高压稠化性能测试,结果表明该温敏增稠聚合物能明显改善水泥浆在高温高压条件下的稳定性.

关键词：固井增稠剂温敏聚合物低临界溶解温度偶合接枝