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橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

表 8 高吸水树脂的制备及性能研究正交试验 由于使用的场合不同，对于强度要求也不同。如用于
设计表 18(L 3 7) 止水隔水材料、纤维材料、橡胶材料、医用材料、光
编号 A B C D E F G 评 价 指 标
1 2 3 4 5 6 7 q w q s 学材料、力学材料等 ；对于做卫生材料不但要求强度
1 1 1 1 1 1 1 1 高，而且要求柔软 [21] ；用于油田堵漏则要求树脂吸水
2 1 2 2 2 2 2 2
3 1 3 3 3 3 3 3 后具有较高的强度，并且有一地的黏性 [22] 。
4 2 1 1 2 2 3 3 1.5.3 稳定性
5 2 2 2 3 3 1 1
6 2 3 3 1 1 2 2 吸水树脂做为吸水堵漏材料使用必然会受到外
7 3 1 2 1 3 2 3
8 3 2 3 2 1 3 1 界，如光、热、化学物质以及其他调教的影响，使他
9 3 3 1 3 2 1 2 的吸水性能改变，这就要求我们制备出的产品具有较
10 1 1 3 3 2 2 1 [23]
11 1 2 1 1 3 3 2 高的稳定性 。
12 1 3 2 2 1 1 3 1.5.4 安全性
13 2 1 2 3 1 3 2
14 2 2 3 1 2 1 3 高吸水材料被用于地层堵漏，就要求其不会对地
15 2 3 1 2 3 2 1 层造成杀害，并且在使用过程中，不会产生对人体有
16 3 1 3 2 3 1 2
17 3 2 1 3 1 2 3 害的物质。
18 3 3 2 1 2 3 1
1.5.5 高吸水树脂的堵漏性能
作为堵漏材料，最重要的就是其堵漏性能了，吸
对于吸水材料所谓的吸收能力包括两种含义 ：膨
水树脂在地层吸水膨胀后形成凝胶块，在地层高压条
胀能力和吸引能力。膨胀能力一般是指吸水剂在水溶
件下进入地层裂缝，与裂缝孔道相匹配 [24] 。同时通过
液中吸水膨胀凝胶化而使水失去流动性的能力。这就
凝胶块的架桥作用，也有利于钻井液中水化膨胀的黏
是弹性凝胶的膨胀作用，也是吸水剂一般所指的吸收
土颗粒在近井地带形成致密坚韧的滤饼，减少漏失量。
[19]
能力 。吸引能力是指吸水剂对水溶液吸引或吸收的
吸水后的凝胶受挤压变形，进一步压实充填裂缝空隙，
能力。
能实现很好的堵漏效果。
（2）吸收能力的表示方法
1.5.6 高吸水树脂红外光谱结构分析
吸收能力的定量表示是吸收量，与弹性凝胶膨胀
能力的表示方法相同。用吸收倍率来度量 [20] 。吸收倍 对于最后合成出的最优产品，我们要对其进行红
外光谱结构分析，以进一步确定其各基团组成。
率是指 1 g 吸水剂所吸收液体的量。单位是 g/g 或 ml/g。
本实验中吸水倍率测定方法 ：称取 1 g 经恒温烘
2 实验结果与讨论
箱烘干的产品放入 500 mL 烧杯中，加入去离子水，
2.1 单因素试验数据及结果分析
待吸收完全后用漏斗过滤去掉未吸收的水，然后称重，
2.1.1 温度的选择
按下式计算吸水率 Q ：
保持丙烯酸用量、中和度、淀粉用量、交联剂、
Q=(m 2 -m 1 )/m 2
引发剂以及蒙脱土用量不变，逐步提高反应温度，按
式中 ： m 2 — 饱和吸水水凝胶重量，g ；
照前述实验方案进行实验，初步确定合成的温度，见
m 1 — 干吸水树脂重量，g。
表 9。
本试验中吸盐倍率测定方法 ：称取 1 g 经恒温烘
箱烘干的产品放入 500 mL 烧杯中，加入浓度为 0.9% 表 9 反应温度的选择
丙烯酸 /g NaOH/g 玉米淀粉 /g 交联剂 /g 引发剂 /g 蒙脱土 /g
的盐水，待吸收完全后用漏斗过滤去掉未吸收的盐水， 1 14.05 8.47 2.0 0.07 0.049 1.0
2 13.96 8.52 2.1 0.07 0.049 1.0
然后称重，按下式计算吸盐水倍率 Q 1 ：
3 14.02 8.54 2.0 0.07 0.049 1.0
m − m
Q = 2 1
1
m 2 通过实验，在实验 1 和实验 2 的反应温度下，没
式中 ： m 2 — 饱和吸盐水凝胶重量，g ； 有产物生成。在实验 3 的反应温度下，计算测得吸水
m 1 — 干吸水树脂重量，g。 倍率 ：
1.5.2 强度 m − m
Q = 2 1 = 146 g g /
吸水材料在使用过程中，都要求具有一定的强度。 m 2

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