黏土礦物抑制性和黏土膠體的熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、該文通過膨脹儀和粒度分布儀對NH<,4><'+>尿素的抑制蒙脫石水化、分散和膨脹的作用進行研究,同時研究了聚乙二醇、尿素與K<'+>和NH<,4><'+>的復合抑制作用.并應(yīng)用動力學方法研究了黏土—水分散體系穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性以及聚乙二醇與其它穩(wěn)定劑的協(xié)同效應(yīng)與耐溫性.這些機理研究在膠體化學理論研究中具有重要意義.通過NH<,4><'+>與K<'+>的對比實驗,表明其對黏土礦物具有相同的抑制性,而且呈分子當量關(guān)系,證明只要離子直徑與黏土晶

2、面上的六角網(wǎng)孔徑相當,就可能卡入其中,形成密實結(jié)構(gòu),不易被其它陽離子取代,阻止水分子的進入,從而抑制黏土礦物水化分散的機理是合理的.聚乙二醇本身對黏土礦物的抑制性主要是由于在黏土表面產(chǎn)生的吸附,吸附導致黏土表面的疏水性,使水分子解吸.尿素與NH<,4><'+>存在相互作用,尿素在黏土表面的吸附導致了NH<,4><'+>吸附量的增加,提高了彼此的抑制效果,NH<,4><'+>同時使PEG在黏土表面的吸附構(gòu)型發(fā)生改變,提高了其疏水性和抑制作

3、用.通過粒度分布和電動電位的研究發(fā)現(xiàn)無機電解質(zhì)的抑制作用與有機物PEG和尿素作用機制是不同的,無機電解質(zhì)可通過DLVO理論加以解釋,隨著無機電解質(zhì)濃度的增加,平均粒度增加,粒度分布變窄,PEG和尿素均使粒度分布曲線圖發(fā)生改變,表明了作用機制的復雜性.該文首次用化學動力學方法研究了鉆井泥漿中常用的有代表性的六種降濾失劑受熱穩(wěn)定作用,結(jié)果表明由它們穩(wěn)定的黏土膠體高溫失穩(wěn)基本都是一級動力學過程.并求出了失穩(wěn)過程的反應(yīng)速度常數(shù)、活化能及半衰期.