摘要
“降解”一般指有机化合物分子中的碳原子数目减少，分子量降低。本文研究的可降解橡胶主要指通过特定条件的物理化学因素的作用下处理后，聚合物的物性下降，各项性能都变差。典型表现是：材料发脆、破裂、变软、增硬、丧失力学强度等。本文将橡胶分别进行化学改性和物理共混的方法制备一种“可降解橡胶”材料，一方面可应用于裸眼封隔器，改善裸眼封隔器的胶筒存在的不易解封，后期处理困难的问题，另一方面对橡胶材料“可逆化”交联的制备进行探索，寻求废弃橡胶的回收利用，解决资源浪费，环境污染的方法。 裸眼封隔器作为井下开采中常用的工具，不仅在油气井的开发和生产过程中起到了十分重要的密封作用，而且进一步促进了各种井下工艺的实施和开展，但长期工作，存在卡埋管柱的风险，增加了后期修井消耗和二次完井费用。为解决顺北一区深层油气开发过程中，裸眼封隔器不易解封、后期处理难度大，开展了可溶解裸眼封隔器中可降解胶筒的研究，形成一套易钻除裸眼封隔器完井技术，解决修井困难的难题。 本文的实验方案是：分两种思路设计“可降解橡胶”的可行性研究，化学改性法和物理改性法分别以选择丁苯橡胶（SBR）和氢化丁腈橡胶（HNBR）为基体来探讨其性能。一，通过化学改性的方法将橡胶中的硫化交联键替换成一种可控的交联键在特定条件下处理后可以使其交联键断裂，橡胶的三维网状交联结构变为简单的线性结构，力学强度性能降低，达到“可降解”的目的，并对其分析研究，选择出最佳配方比。二，通过物理共混的方法，将多种可降解材料分别与橡胶通过熔融共混的方法改性橡胶，制备出共混型“可降解橡胶”并分析研究不同的可降解材料与橡胶共混后性能变化，探究选择出可降解材料与橡胶混合的最佳配方比。 结果表明:本文制备的三种改性橡胶在特定条件下都能达到可降解的效果，其中PLA/HNBR改性橡胶和PCL/HNBR改性橡胶能满足模拟实际场景应用中的性能要求.在实验条件下，PLA/HNBR改性橡胶的拉伸强度最高可达到21.59MPa，断裂伸长率最高可达558.47%，降解程度最高可达到17.91%；PCL/HNBR的拉伸强度最高可达到20.27MPa，断裂伸长率最高可达487.11%，降解程度最高可达到22.16%。说明材料的降解性能提升的情况下，没有影响材料的力学性能。利用本论文研究的材料改进裸眼封隔器，主要解决了胶筒摘除困难的问题、降低了成本。为中石化的西部能源部署提供了大力支持，创造了显著的效益。为以后的可降解橡胶的研究开发与应用提供了更多参考方向。
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