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水溶性暂堵剂通常选用易降解的水膨性高分子材料,暂堵剂吸水膨胀后体积变大,从而发挥堵水作用,进一步水解变为低聚物和小分子,实现解堵。普通的高分子材料不能完全降解,因此需采用可生物降解材料。由于聚乳酸具有良好的生物降解性和可加工性,是一种环境友好的热塑性高分子聚合物,故本文将其作为原料用于油田暂堵剂。但是由于聚乳酸的脆性大、亲水性差、降解速率慢,因此需要通过物理和化学方法对其进行改性以改善其机械性能和降解性能。1.本文采用本体聚合法对聚乙二醇(PEG)、乙交酯(GA)和丙交酯(LA)进行共聚合成了PLGA-PEG-PLGA共聚物。采用FT-IR、~1H-NMR、GPC和接触角测试对样品进行表征。FT-IR和~1H-NMR测试确定了该共聚物的成功合成及该共聚物是三嵌段结构。通过GPC测试考察了PEG的添加量、反应温度、反应时间和催化剂Sn(Oct)2的添加量对共聚物的分子量的影响;接触角测试分析了PEG添加量对共聚物亲水性的影响。实验结果表明,当原料LA、GA、PEG的质量比为5:1:1.5,140°C,18 h,Sn(Oct)2的添加量为0.5 wt%时,产物的分子量可达到6038 g/mol,接触角为26.25°,压缩强度为2.2 MPa,此时预聚物的亲水性较好,但是直接用于油田暂堵剂则力学强度过低,需要进行进一步的改性。2.选用甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)作为扩链剂,对PLGA-PEG-PLGA预聚物进行扩链,获得PLGA-PEG-PLGA高聚物。采用FT-IR证实了扩链反应的成功进行,通过GPC测试考察了反应温度、反应时间和TDI添加量对PLGA-PEG-PLGA高聚物分子量的影响。在140°C,30 min,TDI与预聚物的摩尔比为1.2:1的最佳合成工艺条件下,获得的产物分子量为36339 g/mol,接触角为37.44°,表明合成的PLGA-PEG-PLGA高聚物依然具有较好的亲水性。然后采用纳米Si O2对PLGA-PEG-PLGA高聚物进行复合改性,制备无机/高分子复合材料。使用硅烷偶联剂KH570对纳米Si O2进行表面化学改性,得到KH570-Si O2,再将5 wt%KH570-Si O2与PLGA-PEG-PLGA高聚物熔融共混,挤出造粒,得到粒径在0.2-5 mm之间的复合材料颗粒。采用SEM观察复合材料的微观截面结构,发现KH570-Si O2粒子在聚合物基体中分散均匀。DSC和TG测试表明,KH570-Si O2的加入提高了聚合物的热稳定性。压缩试验结果表明,该复合材料的弹性模量为218.0 MPa,压缩强度为12.6 MPa,具有较好的刚度、强度和抗冲击性能。将复合材料颗粒作为暂堵剂使用,该暂堵剂在模拟地层水中先溶胀后溶解,封堵的突破压力为26.6 MPa,封堵率可达到99%。暂堵剂发挥临时堵水作用之后,7天内便可降解实现完全解堵。