二氧化硅/聚丙烯酰胺—丙烯酸核壳微球的分子动力学模拟与实验研究

发布时间：2024-04-24 23:46

　　无机／聚合物核壳微球具有弹性,有着耐热性能好,强度高等优点,综合了有机物和无机物的各自的优势。无机/聚合物复合微球堵水剂能较好地注入地层,稳定的存在于高温高盐环境中,能在一定压力下弹性变形,从而进行逐级深入地调剖堵水作用。由于复合微球堵水剂具有良好的球形形貌,封堵强度高,膨胀性能良好,改善了传统聚合物堵水微球的耐温性能,耐冲击性能,抗剪切性能。同时微球粒径为从纳米级别到微米级别,适用范围广,是一种有着广大发展潜力的油田调剖堵水剂。传统的实验手段对于具有复杂结构及性质的复合微球的研究有限,随着计算机技术的发展,利用计算机对复合材料进行模拟研究克服了传统实验的一系列缺点,更能从微观角度对材料进一步了解,计算机模拟方法已经成为近年来研究复合材料的一种有效的手段。本文应用分子动力学模拟方法结合实验做了如下研究：第一,在真空环境下和纯水环境下,对不同改性剂改性的二氧化硅表面和聚丙烯酰胺,丙烯酸共聚物形成的界面结构进行了模拟研究,研究发现乙烯基三甲氧基硅烷改性的二氧化硅表面与聚合物有着最好的界面黏结作用,此外,复合微球界面上的聚合物聚集状态受水分子影响,且界面黏结作用随着温度的升高而增强。第二,对...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１四种娃烧偶联剂模型??（灰色代表Ｃ原子，黄色代表Ｓｉ原子，白色代表Ｈ原子，红色代表０原子）??

１ｘ１０古ａｃｌ／ｍｏｌ。再在二氧化桂表面接枝四种不同的改性剂，四种改性剂为；甲基Ｈ甲氧??基赶院，辛基Ｈ甲氧基娃烧，艺赌基Ｈ甲氧基娃烧，甲基丙稀醜氧基丙基Ｈ甲氧基娃烧。??将改性表面进行结构优化，能量收敛至＾１０－乂ｃａｌ／ｍｏｌ。图２－１为四种改性剂结构，图２－??２为甲基Ｈ....

图２－３共聚物模型??（色Ｎ，色Ｃ，色Ｈ，红色０）??

??图２－２二氧化珪表面（０?１?２）模型??（改性剂为甲基三甲氧基珪烧，图中红色代表０原子，黄色代表Ｓｉ原子，白色代表０??原子，灰色代表Ｃ原子）??２丄１．２构建聚合物模型??用純沈Ｔｏｏｌ与Ｂｕｉｌｄ?Ｐｏｌｙｍｅｒ工具建立一条丙蹄酸－丙稀醜胺共聚物链，将其进行??结构优化....

图２－４二氧化娃／共聚物层状模型??

系得到平衡。力场使用ＣＯＭＰＡＳＳ力场，模拟温度为３２５Ｋ，控温方法为Ｎｏｓｅｔｓ２］，静电??作用计算用Ｅｗａｄ求和法ｔｗｉ，范德华力计算用Ａｔｏｍ－ｂａｓｅｄ法ｔＷ，截断半径为１２．５Ａ。设??置Ｉｐｓ为模拟步长，图２－５为Ｈ３体系动力学平衡过程中温度与能量随时间变化的曲线，....

图２－５?Ｈ３体系的温度（ａ）、能量（ｂ）在ＭＤ模拟过程中随时间的变化曲线

晦呈??ＨＩ?和?Ｈ２??ｗ％??图２－６?ＨＩ，?Ｈ２，?Ｈ３，Ｈ４体系的平衡之后输出结构的正视图（ａ）与俯视图（ｂ）??由图２－５可知，在ＮＶＴ动力学平衡过程中，温度在３２３Ｋ附近的小范围内片５°Ｃ）波??动，体系的总能量、势能、动能、非键结作用能则逐渐收敛，说明体系达到动力....

本文编号：3963684