羧甲基纤维素(CMC)是由天然纤维素经碱化和醚化制得的水溶性纤维素醚,在石油、天然气的钻探和掘井等工程中有广泛应用。但通常的CMC已不能适应于高温地层和复杂地态的开采要求,急需有耐温等性能较好的CMC产品出现。国内外研究者虽对CMC进行多方改性,但涉及耐高温CMC的研究甚少。本文在探讨CMC的降解机理之后,针对其结构和性能缺陷,提出在制备过程中添加助剂的改性方案,研究改性工艺--产物结构--应用性能的规律,优化工艺配方后制得耐温性等综合性能较好的采油用CMC,为工业化生产提供基础。本文采用捏合法合成工艺,以亚磷酸三苯酯、四硼酸钠和硅酸钠为改性剂,研究改性剂添加量、碱化时间、加碱方式以及醚化中加水量等因素对CMC的取代度及其分布、水溶液粘度的影响规律,结果如下:在碱化阶段加亚磷酸三苯酯合成改性CMC,其水溶液的粘度随亚磷酸三苯酯加入量的增加而增大,但过量时,产物的水溶性变差。取代度及其分布随亚磷酸三苯酯加入量的增加而降低。其酸粘比与盐粘比均较未改性前有所降低,但是其在酸性和盐溶液中的粘度却比未改性前有较大的提高,水溶液的耐温性也有很大的提高。综合水溶液粘度和取代度及其分布两因素,得到优化的工艺配方:在20℃下,加入8wt%亚磷酸三苯酯量,氢氧化钠和纤维素的摩尔比为3. 15,采用两次加碱法(2mol%和1. 15mol%)进行碱化,碱化时间90min,然后进行醚化反应。在醚化阶段以四硼酸钠为改性剂合成CMC,其水溶液的粘度随四硼酸钠加入量的增加先增后减,取代度及其分布均匀性都较未改性CMC增加,耐热性也有很大提高。综合水溶液粘度和取代度及其分布两因素,优化了的工艺配方为:在20℃下,氢氧化钠和纤维素的摩尔比为3. 15进行碱化,碱化时间为90min,在醚化阶段加入6wt%的四硼酸钠。在碱化阶段加硅酸钠,同时在醚化阶段加四硼酸钠制得改性的CMC,其水溶液的粘度、取代度及其分布都随硅酸钠加入量的增加先增后减;耐热性有很大提高,但耐盐性变差;酸粘比虽下降,但是在酸性溶液中的实际粘度却有很大的提高。综合考虑对水溶液粘度和取代度及其分布的影响,得到优化了的工艺配方:硅酸钠的加入量浙江人学硕士学位论文为纤维素的10叭%左右,碱化温度为20℃,碱化时间为90min,采用两次加碱法工艺(Zmol%和1 .1 smol%),醚化阶段加6wt%的四硼酸钠。 综合考核用三种改性方法制备得到的CMC的性能,认为在碱化阶段加入亚磷酸三苯醋制备的改性CMC同时具有良好的耐温性、耐盐性和耐酸性,很有工业应用意义。关键词:梭甲基纤维素,粘度,取代度及分布,耐温性,耐盐性,耐酸性