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Preparation and Characterization of a Biobased Temporary Plugging Material: Self-Healing and Degradable

一種生物基臨時(shí)封堵材料的制備與表征：自修復(fù)和可降解

• 中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣技術(shù)研究所（Research      Institute of Natural Gas Technology, PetroChina Southwest Oil & Gas      Field Company）

• 中國(guó)石油西南油氣田公司（PetroChina Southwest Oil      & Gas Field Company）

這篇論文的核心內(nèi)容是關(guān)于一種生物基臨時(shí)封堵材料的制備和表征，該材料具備自修復(fù)和可降解的特性。以下是主要的研究點(diǎn)和發(fā)現(xiàn)：

1. **研究背景**：由于高溫氣井鉆探或修井作業(yè)中的低成功率，研究者們合成了一種新型的生物基臨時(shí)封堵材料。

2. **材料制備**：使用香草醛、丁二酸酐(SA)、纖維素和乙酰丙酮鋅水合物(AZH)作為催化劑，合成了這種材料。通過(guò)紅外分析證實(shí)了香草醛衍生的環(huán)氧樹(shù)脂的合成以及含有羥基酯的vitrimer的形成。

3. **性能測(cè)試**：

   - 熱性能測(cè)試顯示材料具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。

   - 動(dòng)態(tài)機(jī)械測(cè)試結(jié)果顯示，在120°C下，材料的特征松弛時(shí)間為3500秒，自修復(fù)率在20分鐘內(nèi)可達(dá)61%。

   - 機(jī)械性能測(cè)試表明，在10 MPa壓力下，材料具有良好的彈性變形性能，回彈率超過(guò)36%，破碎率低于17%。

   - 降解性能測(cè)試顯示，在120°C和1.2% NaOH條件下，分解率增加至80%。

4. **綜合性能評(píng)估**：新封堵材料具有良好的兼容性，其封堵性能優(yōu)于凝膠、復(fù)合材料和形狀記憶聚合物。最大裂縫封堵能力為5×4毫米，壓力可達(dá)10 MPa。

5. **結(jié)論**：新型生物基封堵材料展示了良好的熱動(dòng)力學(xué)性能，通過(guò)在高溫和堿性條件下更容易降解的動(dòng)態(tài)酯鍵，以及通過(guò)熱力學(xué)性能測(cè)試、降解性能分析和裂縫壓力封堵測(cè)試揭示的高溫智能封堵機(jī)制。

論文還詳細(xì)列出了實(shí)驗(yàn)部分的材料和方法，包括材料的合成路線(xiàn)、樣品的表征測(cè)試、自修復(fù)性能測(cè)試、機(jī)械性能測(cè)試和降解性能測(cè)試等。此外，還包括了對(duì)不同封堵材料在不同裂縫開(kāi)口條件下的封堵性能的比較分析。