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为了研究酚醛树脂与水形成的分散体系的特性,本文合成了低相对分子质量酚醛树脂,用红外光谱和质谱图确定了酚醛树脂Ⅰ和酚醛树脂Ⅱ的相对分子质量和分子结构。
用动态光散射、扫描电镜、光学显微镜、浊度测定等方法研究了酚醛树脂Ⅰ、酚醛树脂Ⅱ和聚合物HP/酚醛树脂Ⅱ在水中的分散状态、分散质点的形态、尺寸、分散稳定性等。
用微孔滤膜过滤、填充砂管实验考察了酚醛树脂Ⅰ、酚醛树脂Ⅱ和聚合物HP/酚醛树脂Ⅱ与水形成的分散体系在多孔介质中的穿透性、堵塞性及其聚集体的变形性和分散稳定性。探索了聚合物HP对酚醛树脂Ⅱ的作用及分散体系在多孔介质中运移应具有的基本特性。
酚醛树脂Ⅰ为聚合度在2~10的缩聚物的混和物,分子中酚环由亚甲基通过邻-对位连接,其余的邻、对位被羟甲基取代。酚醛树脂Ⅱ为聚合度在5~10的缩聚物的混和物,分子中酚环由亚甲基通过邻-对位、邻-邻、对-对位连接,分子中无活性羟甲基。
酚醛树脂Ⅰ为低聚合度、低相对分子质量的水溶性聚合物,在不同离子强度的水中可形成高分子溶液、胶体分散体系和悬浮体,分散相形成三级结构:初级结构(单个分子)、次级结构(分子聚集体)和三级结构(絮状体)。
酚醛树脂Ⅱ聚集体与酚醛树脂Ⅰ聚集体具有类似的变形性,在剪切作用下,聚集体容易变形,会被拉伸拆散成小的聚集体;当剪切力较弱时,这些小的聚集体又会聚集成较大的聚集体。由于聚合物HP分子具有较好的亲水性和柔性,使聚合物HP与酚醛树脂Ⅱ形成的复合聚集体在多孔介质中具有较好的变形性、分散稳定性、穿透性和堵塞特性。
若实现分散体系在多孔介质中的运移,其分散相必须具有较好的变形性和在复杂的固液界面环境下具有较好的分散稳定性,此分散体系只能是溶液或具有溶液特性的胶体分散体系。