含氟聚醚有机硅消泡剂的合成及性能研究

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从组成上消泡剂大致可分为有机硅型、聚醚型和非硅型三类。有机硅消泡剂去泡力强、化学稳定性、生理惰性、高低温性能好,但抑泡能力差。聚醚型消泡剂抑泡能力强,但破泡率低。有机硅有很好的防水性,但它不具备防油能力,而有机氟精细化学品具有最低的表面张力、优良的耐热性、稳定性和防水防油等特点。因此,在聚硅氧烷侧链或者主链上引入氟烷基使其具有很低的表面能、灵活性和柔软性,防水防油性。本课题首先合成了含氟聚醚硅油:①以三氟甲磺酸为催化剂,由三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F),四甲基二硅氧烷(含氢双封头H-MM),六甲基环硅氧烷(D3)通过开环反应制得端基含氢的氟硅油(HFSi);②在Pt催化剂的作用下,利用HFSi与烯丙基聚醚(F-6)发生硅氢加成反应制备含氟聚醚有机硅油(FPSi)。测定了产物的沸点、折射率、粘度、界面张力等,并用对产物结构进行表征。其次,对消泡剂最佳复配条件进行了选择:①白炭黑选用气相法(BET法),其用量为8%;②FPSi的用量为10%;③乳化剂选择Span-80和Tween-80比例为2.5:1,用量为6%;④甲基硅油选用粘度为600800mPa·s用量为16%17%;⑤增稠剂选择羧甲基纤维素钠(CMC)用量不超过1%。最后,按照最优条件进行复配得到含氟聚醚有机硅消泡剂对此消泡剂在水相、油相和钻井液中的的消抑泡性能进行测试,并在苏77-5-8H进行现场应用取得了较好的消泡效果。含氟聚醚有机硅消泡剂惰性好,无毒无污染,环境友好型,并且耐高低温耐酸碱性,适合在苛刻条件下使用。研究表明:含氟硅油由于无可比拟的低表面张力而广泛的用在消泡剂方面,引入聚醚链段后具有比同类型的含氟聚醚硅油更低的表面张力(22.20mN·m-1)和更优异的消抑泡效果。
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