二氧化碳-助溶剂-聚合物体系相行为和流变性研究

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第一章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 超临界二氧化碳

1.1.2 非常规油气资源的开发利用

1.1.3 超临界二氧化碳压裂

1.1.4 本研究的目的和意义

1.2 二氧化碳、聚合物和助溶剂的相互作用

1.2.1 二氧化碳作为溶剂的局限性

1.2.2 聚合物与二氧化碳的相互作用机制

1.2.3 聚合物与二氧化碳的亲和性

1.2.4 助溶剂对二氧化碳-聚合物体系的影响

1.2.5 聚合物类二氧化碳增黏剂研究现状

1.3 二氧化碳-助溶剂-聚合物体系的相行为

1.3.1 二氧化碳-助溶剂-聚合物体系相平衡

1.3.2 高压相平衡实验方法

1.3.3 聚合物体系高压热力学预测模型

1.3.4 二氧化碳-助溶剂-聚合物体系相行为研究现状

1.4 二氧化碳-助溶剂-聚合物体系的流变性

1.4.1 二氧化碳、助溶剂和聚合物的高压黏度

1.4.2 高压流变性测量装置

1.4.3 二氧化碳、助溶剂、聚合物黏度关联模型

1.4.4 聚合物-溶剂体系高压黏度研究现状

1.5 本论文主要研究内容

第二章 二氧化碳-助溶剂-聚合物体系相行为实验研究

2.1 引言

2.2 实验试剂

2.2.1 聚合物和助溶剂的选择

2.2.2 小分子实验试剂

2.2.3 高分子实验试剂

2.3高压相平衡仪及其测定方法

2.3.1 高压相平衡仪的设计

2.3.2 高压相平衡仪的结构

2.3.3 高压相平衡仪测定方法

2.3.4 高压相平衡仪可靠性分析

2.3.5 光敏法测量相转变压力

2.3.6 高压相平衡仪的优点

2.4 二氧化碳-PVAc 二元体系相行为

2.4.1 实验条件的确定

2.4.2 二氧化碳-PVAc 二元体系相行为

2.4.3 结果的分析与讨论

2.5 二氧化碳-PVAc-乙醇三元体系相行为

2.5.1 实验条件的确定

2.5.2 PVAc分子量的影响

2.5.3 固定PVAc组成下的等温相转变点曲线

2.5.4 PVAc与乙醇固定质量比下的等温相转变点曲线

2.6 二氧化碳-PVAc-乙酸三元体系相行为

2.6.1 实验条件的确定

2.6.2 PVAc分子量的影响

2.6.3 固定PVAc组成下的等温相转变点曲线

2.6.4 PVAc与乙酸固定质量比下的等温相转变点曲线

2.7 二氧化碳-PVAc-乙酸乙酯三元体系相行为

2.7.1 实验条件的确定

2.7.2 PVAc分子量的影响

2.7.3 固定PVAc组成下的等温相转变点曲线

2.7.4 PVAc与乙酸乙酯固定质量比下的等温相转变点曲线

2.8 本章小结

第三章 二氧化碳-助溶剂-聚合物体系相行为预测模型

3.1 引言

3.2 统计缔合流体理论

3.2.1 微扰理论和硬球模型

3.2.2 统计缔合流体理论（SAFT）

3.2.3 微扰-统计缔合流体理论（PC-SAFT）

3.3 PC-SAFT状态方程

3.3.1 混合物的PC-SAFT 状态方程表达式

3.3.2 状态函数的计算

3.4 聚合物-溶剂的液液相平衡

3.4.1 相平衡判据

3.4.2 聚合物-溶剂的液液相平衡

3.5 二氧化碳-助溶剂-聚合物体系相行为预测模型

3.5.1纯组分参数的确定

3.5.2 聚合物虚拟组分的确定

3.5.3 二元交互作用参数kij

3.6 预测模型的最佳kij及预测结果

3.6.1 二氧化碳-助溶剂之间的最佳kij

3.6.2 二氧化碳-PVAc 之间的最佳kij

3.6.3 助溶剂-PVAc之间的最佳kij

3.7 本章小结

第四章 二氧化碳-助溶剂-聚合物体系流变性实验研究

4.1 引言

4.2 实验试剂

4.3高压毛细管黏度计及其测定方法

4.3.1 高压毛细管黏度计的设计

4.3.2 高压毛细管黏度计的结构

4.3.3 高压毛细管黏度计测定方法

4.3.4 毛细管压力损失的校准

4.3.5 剪切速率的影响

4.3.6 高压毛细管黏度计的优点

4.4 一元体系高压流变性

4.4.1 实验条件的确定

4.4.2 二氧化碳一元体系高压流变性

4.4.3 乙醇一元体系高压流变性

4.4.4 乙酸一元体系高压流变性

4.4.5 乙酸乙酯一元体系高压流变性

4.4.6 结果的分析与讨论

4.5 二氧化碳-助溶剂二元体系高压流变性

4.5.1 实验条件的确定

4.5.2 相转变压力的确定

4.5.3 二氧化碳-乙醇二元体系高压流变性

4.5.4 二氧化碳-乙酸二元体系高压流变性

4.5.5 二氧化碳-乙酸乙酯二元体系高压流变性

4.5.6 结果的分析与讨论

4.6 二氧化碳-PVAc 二元体系的高压流变性

4.6.1 实验条件的确定

4.6.2 相转变压力的确定

4.6.3 二氧化碳-PVAc34500二元体系高压流变性

4.6.4 二氧化碳-PVAc71000二元体系高压流变性

4.6.5 二氧化碳-PVAc158000二元体系高压流变性

4.6.6 结果的分析与讨论

4.7 二氧化碳-助溶剂-PVAc三元体系高压流变性

4.7.1 实验条件的确定

4.7.2 相转变压力的确定

4.7.3 二氧化碳-乙醇-PVAc34500三元体系高压流变性

4.7.4 二氧化碳-乙酸-PVAc34500三元体系高压流变性

4.7.5 结果的分析与讨论

4.8 本章小结

第五章 二氧化碳-助溶剂-聚合物体系流变性关联模型

5.1 引言

5.2 纯物质黏度的关联模型

5.2.1 纯二氧化碳黏度的关联模型

5.2.2 纯助溶剂黏度的关联模型

5.2.3 PVAc熔体黏度的关联模型

5.3 混合体系黏度的关联

5.3.1 混合规则

5.3.2 二氧化碳-助溶剂体系黏度的关联

5.3.3 二氧化碳-PVAc 体系黏度的关联

5.3.4 二氧化碳-助溶剂-PVAc体系黏度的关联

5.4 本章小结

结 论

参考文献

附录VLXE相平衡计算软件操作方法

攻读博士学位期间取得的研究成果

致 谢

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