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一种耐酸耐碱高强树脂的合成及性能

化工进展 2024年第4期43卷 1992-2000页

作者：王冰王磊黄欣茹袁红鹏赖小娟李朋陕西科技大学中国轻工业轻化助剂重点实验室陕西西安710021 陕西农产品加工技术研究院陕西西安710021 西安长庆化工集团有限公司陕西西安710018 延长石油油气勘探公司采气三厂陕西西安716000

小套管二次固井是一种新型的固井工艺,针对目前由于水泥自身脆性大易气窜和水窜且为碱性固化体、易受压产生裂缝、易受酸性介质破坏的问题,以D-33二元醇和顺丁烯二酸为原料,苯乙烯作为活性稀释剂合成了一种不饱和型聚酯树脂。在树脂体... 详细信息

小套管二次固井是一种新型的固井工艺,针对目前由于水泥自身脆性大易气窜和水窜且为碱性固化体、易受压产生裂缝、易受酸性介质破坏的问题,以D-33二元醇和顺丁烯二酸为原料,苯乙烯作为活性稀释剂合成了一种不饱和型聚酯树脂。在树脂体系中引入填料,提高产品韧性及抗压强度。采用傅里叶变换红外光谱仪对树脂进行表征;通过万能试验机对树脂体系进行性能评价。结果表明,目标产物包含羰基、碳碳双键和苯环对位取代结构的特征峰,固化体系为过氧化二苯甲酰/N,N-二甲基苯胺,其在50℃、60℃和70℃条件下的添加量分别为0.2%/0.02%、0.1%/0.02%、0.1%/0.01%,万能试验机测试结果显示,在50℃、60℃和70℃下养护24h后的抗压强度分别约为50MPa、70MPa、90MPa。实验获得了一种聚合时间可调、黏度小、抗压强度高且耐酸耐碱的固井材料,有望在水平井重复压裂改造中大规模使用。

关键词：二次固井不饱和树脂低黏高抗压催化剂固化剂填料

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矿渣-钢渣-脱硫石膏-水泥稳定粉土的强度及固化机理

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第6期54卷 2382-2390页

作者：李雪和杨耀辉韦金城李洪利吴文娟刘海峰武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 山东高速集团创新研究院山东济南250098 山东省交通科学研究院高速公路养护技术交通行业重点实验室山东济南250102 山东高速集团有限公司智慧管理中心山东济南250098

采用矿渣、钢渣、脱硫石膏和普通硅酸盐水泥联合制备固化剂,对黄河冲积粉土进行改良固化,在提高工业废渣资源化利用的同时,以期解决黄河冲积粉土强度低、水稳性差等路基工程应用难题。首先,基于无侧限抗压强度试验、水稳性试验和干湿循... 详细信息

采用矿渣、钢渣、脱硫石膏和普通硅酸盐水泥联合制备固化剂,对黄河冲积粉土进行改良固化,在提高工业废渣资源化利用的同时,以期解决黄河冲积粉土强度低、水稳性差等路基工程应用难题。首先,基于无侧限抗压强度试验、水稳性试验和干湿循环强度试验探究固化剂掺量和养护龄期对固化粉土强度的影响规律,确定固化剂的最优掺量;其次,针对最优固化剂掺量的固化粉土,开展不同龄期固化粉土的渗透性试验,同时结合核磁共振测试、矿物成分分析以及电镜扫描,揭示固化粉土的矿物成分及微观结构的演化规律。研究结果表明:矿渣-钢渣-脱硫石膏-水泥固化粉土的最优掺量为干燥粉土质量的10%;固化粉土的水化产物主要为水化硅酸钙凝胶(C-S-H)和钙矾石晶体(AFt);水化产物的粒间胶结和填充作用使土颗粒间形成致密结构,增强了固化粉土的力学强度、水稳性和抗渗性能。

关键词：黄河冲积粉土固化剂力学强度渗透性固化机理

固化剂混掺对高温下CFRP板-钢板界面黏结性能的影响

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复合材料学报 2021年第12期38卷 4073-4089页

作者：李游李传习郑辉张海萍刘方成湖南工业大学土木工程学院株洲412007 长沙理工大学桥梁与建筑绿色建造与维护湖南省重点实验室长沙410114

针对单一固化剂难以兼顾耐热性和韧性的不足,研究了耐热性能较好的缩胺105和韧性较好的聚醚胺D230两种固化剂混掺对纳米SiO_(2)环氧胶黏剂玻璃转变温度及高温下基本力学性能的影响。按一定固化条件制作了30个胶黏剂拉伸试件、21个碳纤... 详细信息

针对单一固化剂难以兼顾耐热性和韧性的不足,研究了耐热性能较好的缩胺105和韧性较好的聚醚胺D230两种固化剂混掺对纳米SiO_(2)环氧胶黏剂玻璃转变温度及高温下基本力学性能的影响。按一定固化条件制作了30个胶黏剂拉伸试件、21个碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)板-钢板双搭接试件,进行了高温及常温下的准静态拉伸试验、拉伸剪切试验,测试了相应胶黏剂的动态热机械性能,并与常用商品胶的耐热性能与力学性能进行比较,得到以下结论:随混掺固化剂中聚醚胺D230比重的增加,胶黏剂高温下的拉伸强度及弹性模量逐渐降低,断裂伸长率及应变能先增加后减小,缩胺105与聚醚胺D230两种固化剂混掺的推荐比例为1∶2。随固化温度的升高,具有固化剂混掺较佳比例的胶黏剂的玻璃转变温度有所提升,综合技术与经济因素,推荐(较佳)固化条件为90℃、2 h。推荐比例与推荐固化条件的纳米SiO_(2)环氧胶黏剂在环境温度20~70℃之间的拉伸强度及韧性均大大优于常用商品胶黏剂。基于推荐比例与推荐固化工艺的纳米SiO_(2)胶黏剂粘结的CFRP板-钢板搭接接头,在70℃服役温度下的荷载-位移曲线存在屈服段,承载能力(较采用单一缩胺105和单一聚醚胺D230固化剂的搭接试件分别提升了104.03%、64.43%)和延性(为采用单一缩胺105固化剂的搭接试件的2.5倍以上)均大幅提升。高温和常温下的黏结-滑移本构均为三线性四边形。胶黏剂在满足耐热性的同时,需尽可能提升其韧性,才能有效提升CFRP-钢搭接界面的力学性能。相比于常用商品胶黏剂,研制的推荐胶黏剂粘结的CFRP板-钢板搭接接头具有优越得多的承载能力和界面断裂能。

关键词：固化剂环氧树脂胶黏剂 CFRP-钢搭接接头高温黏结-滑移本构抗剪承载力

OPC-MCA固化剂对盾构废泥的固化性能及其微观作用机制研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1492-1508页

作者：张恒根王卫华邓声贵何昊刘涛山东省海洋环境与地质工程重点实验室中国海洋大学山东青岛266100 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 青岛海洋科技中心海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237

通过添加高炉矿渣(GGBS)、脱硫石膏(FGDG)、铝酸钙粉、生石灰和明矾到普通硅酸盐水泥P.O42.5(OPC)中,制备一种新型盾构废泥改良材料OPC-MCA。首先,通过正交测试法确定OPC-MCA中各原料的最优配比。然后,使用该材料和OPC在10%~40%的掺量... 详细信息

通过添加高炉矿渣(GGBS)、脱硫石膏(FGDG)、铝酸钙粉、生石灰和明矾到普通硅酸盐水泥P.O42.5(OPC)中,制备一种新型盾构废泥改良材料OPC-MCA。首先,通过正交测试法确定OPC-MCA中各原料的最优配比。然后,使用该材料和OPC在10%~40%的掺量下处理芜湖市城南过江隧道工程产生的盾构废泥,并检测不同固化时间(3、7、28 d)下的抗压强度。最后,采用扫描电镜(SEM)、工业CT系统和X射线衍射(XRD)观察和分析固化后废泥试样的微观形貌、孔隙和裂纹特征以及矿物成分变化。研究结果表明:OPCMCA的最优材料配比为51%OPC、32%GGBS、8%FGDG、5%铝酸钙粉、3%生石灰、1%明矾;OPCMCA对芜湖盾构废泥的固化能力比OPC的强,在低掺量情况下更是如此;固化剂掺量和固化时间的增加会导致试样强度增加、脆性增强,并使部分试样转变为拉伸破坏;在OPC-MCA固化的试样中检测到了OPC固化试样中未检测到的水化硅铝酸钙(C-A-S-H)和单硫型硫铝酸盐(AFm),并且钙矾石(AFt)含量也更高;在同等掺量下,OPC-MCA固化试样中大尺寸孔隙的比例以及孔隙的总体积均比OPC固化试样的小。

关键词：盾构废泥固化剂 CT扫描力学性能反应机理

固化剂对室温胶黏CFRP板/钢板界面性能的影响

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建筑材料学报 2021年第2期24卷 339-347页

作者：李传习李游贺君刘一鸣彭彦泽长沙理工大学桥梁与建筑绿色建造与维护湖南省重点实验室湖南长沙410114 湖南工业大学土木工程学院湖南株洲412007

基于自研的纳米SiO_(2)环氧树脂胶黏剂配比,制作了室温固化的21个胶黏剂拉伸试件、20个碳纤维增强复合材料(CFRP)板/钢板双搭接接头试件,进行了胶黏剂拉伸力学指标及搭接试件承载能力、有效黏结长度、传力模式和黏结滑移本构等试验研究... 详细信息

基于自研的纳米SiO_(2)环氧树脂胶黏剂配比,制作了室温固化的21个胶黏剂拉伸试件、20个碳纤维增强复合材料(CFRP)板/钢板双搭接接头试件,进行了胶黏剂拉伸力学指标及搭接试件承载能力、有效黏结长度、传力模式和黏结滑移本构等试验研究,得到了固化剂种类及掺量对搭接试件界面黏结性能的影响规律.结果表明:固化剂种类和掺量不同的7种胶黏剂的拉伸强度依次为GY34(基于缩氨105和聚醚氨D230按质量比1∶2复配的胶黏剂)>GY35(基于聚醚氨D230的胶黏剂)>GY31(基于缩氨105的胶黏剂)>GY2(基于改进酚醛胺GR07的胶黏剂)>GY33(缩氨105和聚醚氨D230按质量比1∶1复配的胶黏剂)>GY1(基于芳香氨BD11的胶黏剂)>GY32(基于缩氨105和聚醚氨D230按质量比2∶1复配的胶黏剂);搭接试件的抗剪承载力依次为GY34-S>GY31-S>GY35-S>GY2-S>GY33-S>GY1-S>GY32-S;GY31-S、GY35-S、GY34-S的破坏模式为CFRP板层离,其界面胶层黏结强度大于CFRP板内层间剪切强度;各CFRP板/钢板搭接接头有效黏结长度为50~80 mm;4种采用单一固化剂粘接的搭接试件的黏结滑移曲线均为双线性三角形模型;采用GY34粘接的搭接试件的黏结滑移曲线为三线性直角梯形,界面韧性能得到提升.

关键词： CFRP板/钢板双搭接接头纳米SiO_(2)环氧树脂胶黏剂固化剂室温平均抗剪强度黏结滑移本构

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固化剂稳定磷石膏路基填料的工程特性研究

中国公路学报 2021年第10期34卷 225-233页

作者：纪小平代聪崔志飞周荣征长安大学公路学院陕西西安710064 四川省交通运输发展战略和规划科学研究院四川成都610041 常熟市市政公用事业管理处江苏常熟215500

为提高磷石膏路基填料的强度和水稳定性,降低有害物质溶出,采用甲基硅酸钠、硅酸钠和乳化剂制备磷石膏固化剂(CA),并将质量比为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的CA加入到磷石膏中制备CA稳定磷石膏混合料(CASP),研究了CA掺量对CASP的力学性质(... 详细信息

为提高磷石膏路基填料的强度和水稳定性,降低有害物质溶出,采用甲基硅酸钠、硅酸钠和乳化剂制备磷石膏固化剂(CA),并将质量比为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的CA加入到磷石膏中制备CA稳定磷石膏混合料(CASP),研究了CA掺量对CASP的力学性质(加州承载比CBR、回弹模量、无侧限抗压强度和剪切强度)、水稳定性(泡水软化系数和接触角)与有害物质溶出量的影响规律,并结合扫描电镜试验揭示了CASP的强度形成与水稳定性增强机理。结果表明:CA中的硅酸钠与磷石膏可生成硅酸钙凝胶与硫酸钠晶体,前者的胶凝作用和后者的填充作用提高了磷石膏的强度和密实度,CASP的CBR、回弹模量、无侧限抗压强度和剪切强度随着CA掺量的增加而大幅提升;由CA中的甲基硅酸钠所生成的聚硅氧烷憎水膜,改变了磷石膏颗粒表面的亲疏水性质,降低了磷石膏孔隙,改善了磷石膏的水稳定性,CASP的泡水软化系数随着CA掺量的增加而变大,掺2.0%CA的CASP与水分的接触角为91.4°;浸水11 d后掺1.0%CA的CASP可满足高速公路的路床填料CBR不小于8%和路基回弹模量不低于40 MPa的技术要求;通过硅酸钙凝胶的物理吸附和化学结合,以及憎水膜的填充固封,CA显著降低了磷石膏砷、铬、铅、氟离子和磷酸根的溶出量,掺0.5%CA的CASP浸出液中砷、铬和铅含量分别满足地下水Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅳ级标准。

关键词：道路工程固化剂试验研究工程特性磷石膏有害物质

固化剂对树脂基Sn-58Bi复合焊膏铺展性能的影响

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材料导报 2020年第22期34卷 22172-22177页

作者：薛松柏刘思怡刘露钟素娟龙伟民南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016 新型钎焊材料与技术国家重点实验室(郑州机械研究所有限公司) 郑州450002

以市售Sn-58Bi焊膏为研究对象,加入E51型环氧树脂,采用多种固化剂制备不同种类树脂基复合焊膏,对比分析不同种类复合焊膏的润湿铺展性能,并结合DSC和FT-IR检测方法探究了固化剂活性以及各组焊膏固化产物的官能团组成。研究表明:复合焊... 详细信息

以市售Sn-58Bi焊膏为研究对象,加入E51型环氧树脂,采用多种固化剂制备不同种类树脂基复合焊膏,对比分析不同种类复合焊膏的润湿铺展性能,并结合DSC和FT-IR检测方法探究了固化剂活性以及各组焊膏固化产物的官能团组成。研究表明:复合焊膏以间苯二胺为固化剂时,在常温保存4 h内已经固化;不加固化剂或添加593固化剂、651固化剂、甲基四氢苯酐固化剂时,在铺展过程中将发生不润湿或反润湿现象。三乙醇胺和DMP-30可以保持或促进焊膏润湿铺展。其中,三乙醇胺固化剂的添加使焊膏具有良好固化成型形貌的同时又使铺展面积增大了17.66%。DSC测试表明,固化剂活性过高会使焊膏铺展时产生不润湿现象。FT-IR分析表明,焊膏中原有胺类物质和羧酸类物质以及添加的加成型固化剂都会被固化反应消耗,使助焊剂活性降低,出现反润湿现象。叔胺类物质不会被固化反应消耗且能提高固化剂活性,故能抑制反润湿并提高润湿性能。

关键词： Sn-58Bi 树脂基复合焊膏铺展性能固化剂

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新型固化剂加固膨胀土研究现状及展望

材料导报 2023年第5期37卷 86-96页

作者：李建东张延杰王旭蒋代军王兴为兰州交通大学土木工程学院兰州730070 道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室兰州730070

膨胀土具有遇水膨胀软化、失水干缩硬裂的不良工程性质,物理化学加固是膨胀土地区基础处理研究领域的重要课题,膨胀土固化研究对解决膨胀土工程病害有重要理论价值和广阔应用前景。为了系统分析化学材料对膨胀土物理力学特性的影响,探... 详细信息

膨胀土具有遇水膨胀软化、失水干缩硬裂的不良工程性质,物理化学加固是膨胀土地区基础处理研究领域的重要课题,膨胀土固化研究对解决膨胀土工程病害有重要理论价值和广阔应用前景。为了系统分析化学材料对膨胀土物理力学特性的影响,探讨其加固机理,本文总结了目前已被证明能有效改善膨胀土工程特性的多种固化剂,并按照化学组成将其分为无机类、有机类和生物类,分别对其物质组成、加固机理、固化效果和应用现状展开详细阐述。然后总结分析已有研究成果,提出今后膨胀土加固研究需侧重以下方面:(1)紧密结合工程实际,加强固化膨胀土物理力学特性和耐久性研究;(2)探索组合型固化剂,以降低成本,增强加固效果;(3)重视学科交叉,深化固化剂加固基础理论研究。

关键词：膨胀土固化剂加固机理膨胀特性离子交换

碳酸丙烯酯改性2-甲基咪唑固化剂的制备与应用

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高分子材料科学与工程 2022年第1期38卷 90-96,104页

作者：杨建国金众徐琰徐胜李金柱张云朋安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山243032

利用碳酸丙烯酯(PC)与2-甲基咪唑(2-MI)进行羟烷基化取代反应,合成了碳酸丙烯酯改性2-甲基咪唑(PC-MI)固化剂。将所合成的PC-MI固化剂与E-44环氧树脂配制成胶黏剂,通过胶料的硬化时间、凝胶时间、拉伸性能测试,考察了改性固化剂的合成... 详细信息

利用碳酸丙烯酯(PC)与2-甲基咪唑(2-MI)进行羟烷基化取代反应,合成了碳酸丙烯酯改性2-甲基咪唑(PC-MI)固化剂。将所合成的PC-MI固化剂与E-44环氧树脂配制成胶黏剂,通过胶料的硬化时间、凝胶时间、拉伸性能测试,考察了改性固化剂的合成工艺和使用工艺条件对PC-MI胶黏剂性能的影响。结果表明,PC-MI固化剂的优化合成工艺条件为,PC与2-MI按摩尔比2:1在135℃反应4 h,其合适用量为E-44环氧树脂质量的12%;由此得到的环氧胶料室温凝胶时间为96 h,在140℃固化3 h后,拉伸剪切强度、断裂伸长率分别达到31.58 MPa,5.08%。相较于2-MI,PCMI固化剂与环氧树脂更易混溶,所配胶料室温凝胶时间得到有效延长,拉伸剪切性能优良。

关键词： 2-甲基咪唑碳酸丙烯酯环氧树脂固化剂