抗温环保纳米纤维素降滤失剂的研制及特性

摘要

纤维素等天然高分子改性材料已大规模应用于钻井液中,但常规改性方法对其抗温性能进一步提升空间有限,抗温普遍低于150℃.借鉴纳米纤维素尺寸小、比表面积大、刚度强、表面活性强等优异特性,采用硫酸水解精制棉的方法制备了一种纳米纤维素晶体,进而采用氯乙酸对纳米纤维素表面功能化改性,制备了一种纳米纤维素降滤失剂CNCFL-1.采用取代度测试、红外光谱分析、透射电镜扫描对产物进行了表征.通过粒度及Zeta电位、流变性、抗温降滤失性、环保性测试,评价了其综合性能,探讨了其作用机理.结果表明,CNCFL-1表面富含羟基、羧基、磺酸基等极性集团,取代度高1.25,pH值在3～13内,Zeta电位绝对值均大于30 mV,分散稳定性好,粒径在50～80 nm左右,EC50值为31600 mg/L,无毒,环保性能好.CNCFL-1可通过吸附、增黏、微纳米致密封堵等作用发挥优异的抗高温降滤失性能,加量仅为1％时,即能使4％盐水基浆160℃热滚16 h后的滤失量降低66.92％,性能优于聚阴离子纤维素PAC-LV和羧甲基纤维素钠CMC-LV.