高粘变性淀粉的合成及表征

摘要

本文以马铃薯淀粉为原料，FR为交联剂，氯乙酸为醚化剂，氢氧化钠为催化剂，采用溶剂法及“酸前法”制备工艺合成了高粘度交联羧甲基化复合变性淀粉(CM-St)。考察了淀粉的种类、交联剂种类及用量、反应介质、反应体系中的水分含量、淀粉与溶剂比、氢氧化钠用量、氯乙酸用量、反应温度及反应时间等对合成高粘度CM-St粘度的影响。通过正交试验，确定了合成高粘度CM-St的最佳组合参数为：淀粉、氯乙酸及氢氧化钠的摩尔比为1∶0.8∶1.5，交联剂用量为干淀粉质量的0.4％，乙醇浓度为82.5％，反应温度为55℃，反应时间1.5h。在优化工艺条件下，合成的高粘度交联-羧甲基化CM-St1％水溶液的粘度为6.30Pa·s。 在合成实验的基础上，对高粘度CM-St糊液的流体稳态剪切及小幅震荡动态剪切下流变性能进行了研究。通过对实验数据的拟合，确定以Ostwald-deWaele经验公式(幂率模型)作为描述CM-St糊液的本构方程。同时考察了糊液的存储稳定性和触变性，探讨了剪切速率、温度、外加盐和pH对CM-St糊液流变性能的影响，并对不同质量分数和存储一定周期时的动态流变性能进行了研究。 同时，本文也对CM-St处理钻井液的性能进行了较为详细的研究。实验结果表明，高粘度CM-St提高切力及动塑比值的效果好，随加量增大，动塑比的比值增大；与HPS-1、CMS两种变性淀粉相比较，高粘度CM-St的提粘、降失水效果性能更优，且其粘度的稳定性表现最好，同时对高粘度CM-St降失水机理进行了探讨；通过正交实验，确定了以清水+CM-St1％+F-10.5％+PAC-HV0.3％+FL-10.5％等组成的低摩阻、低伤害无固相钻井完井液为基本配方，并对此钻井完井液体系进行室内评价，其性能能够满足长庆油田杏平1井的施工要求。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章高粘度CM-St的合成

第三章CM-St流变性能研究

第四章CM-St处理钻井液性能研究

第五章结论与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文