【摘 要】
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层层沉积是一种制备复合膜的有效方法,制备出的复合膜具有优异的性能。通过调节复合膜的组成成分与比例,能够对复合膜的结构与功能进行有效控制,层层沉积制备复合材料已成为各领域的研究热点。在本论文中采用层层沉积制备复合膜,选取聚合物羧甲基纤维素（CMC）与片层材料蒙脱土（MTM）、氧化石墨烯（GO）作为原料。通过静电相互作用,聚合物CMC先吸附在片层材料表面上构成CMC/片层材料聚集体,随后通过层层沉积制
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层层沉积是一种制备复合膜的有效方法,制备出的复合膜具有优异的性能。通过调节复合膜的组成成分与比例,能够对复合膜的结构与功能进行有效控制,层层沉积制备复合材料已成为各领域的研究热点。在本论文中采用层层沉积制备复合膜,选取聚合物羧甲基纤维素（CMC）与片层材料蒙脱土（MTM）、氧化石墨烯（GO）作为原料。通过静电相互作用,聚合物CMC先吸附在片层材料表面上构成CMC/片层材料聚集体,随后通过层层沉积制备复合膜。通过调整聚合物与片层材料在复合膜中的质量比为20/80、50/80、80/20,得到复合膜CMC/MTM=20/80、50/80、80/20,CMC/GO=20/80、50/80、80/20。复合膜CMC/MTM=20/80横向拉伸杨氏模量为4.87 GPa,复合膜CMC/MTM=50/50横向拉伸杨氏模量为11.30 GPa,复合膜CMC/MTM=80/20横向拉伸杨氏模量为15.47 GPa,表明复合膜CMC/MTM机械性能较强。复合膜CMC/GO=50/50横向拉伸杨氏模量为1.51 GPa,复合膜CMC/MTM=20/80横向拉伸杨氏模量为2.22 GPa,复合膜CMC/GO机械性能较差。对复合膜断面进行观察,可发现整齐有序的层状结构,并且随复合膜内部CMC含量的增加,复合膜机械性能也随之增加。在维持井壁稳定方面,将层层沉积这一概念引入钻井液的制备中,获得具有有效降低滤失性能的钻井液。使用膨润土（主要成分为MTM）与CMC配制成钻井液-Ⅰ,经检测其滤失量为42.3 m L。将氧化石墨烯与膨润土、CMC配置成钻井液-Ⅱ,经检测其滤失量为23.0 m L,能有效降低滤失量。对两种钻井液形成的滤饼进行结构分析,发现其内部均具有有序层状结构,且钻井液-Ⅱ形成的滤饼结构更加紧密。这种特殊的层状结构对水分起到有效的阻隔作用,因此钻井液在应用到钻井工程上能有效维持井壁稳定。
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