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1、2006年度國家基金重點項目申請答辯(包頭,7月30日)申請項目名稱：高分子電解質(zhì)材料在工程申請人：鄭強依托單位：浙江大學(xué)合作單位：南京大學(xué)中科院長春應(yīng)化所應(yīng)用中的基礎(chǔ)問題研究一、項目背景及課題的提出二、項目主要研究內(nèi)容三、項目的研究方案四、項目實施的可行性五、項目的特色與總體目標(biāo)一、項目背景及課題的提出2006年度國家基金委工程與材料科學(xué)部有機高分子材料學(xué)科所列重點項目指南通用和特種高分子材料高性能化中的的基礎(chǔ)科學(xué)問題與生命科學(xué)相關(guān)的高分子材料的基礎(chǔ)研究有機高分子功能材料：具有光、電、磁、吸附與分離功能材料的
2、可控制備和應(yīng)用的基礎(chǔ)研究與能源、環(huán)境、資源利用相關(guān)的高分子材料的基礎(chǔ)研究環(huán)境保護(hù)是目前世界尤其是我國面臨的重大問題項目背景能源、資源已成為當(dāng)今世界尤其是我國可持續(xù)發(fā)展的重大問題研究背景國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重大需求能源高效開采（原油）驅(qū)油劑資源環(huán)境絮凝劑高分子電解質(zhì)（聚電解質(zhì)）材料污染治理（污水）聚電解質(zhì)材料的溶液特性與流變行為，是其在工程應(yīng)用中最主要的基礎(chǔ)科學(xué)問題對固態(tài)材料而言，凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)是決定其品質(zhì)和最終使用性能的關(guān)鍵對液態(tài)材料而言，溶液結(jié)構(gòu)和流變行為是決定其品質(zhì)和最終使用性能的關(guān)鍵一次（自能量衰減）采油二次
3、（注水）采油三次（驅(qū)）采油意味著三次采油主要采用聚合物驅(qū)油劑來實現(xiàn)，聚電解質(zhì)是最理想的聚合物驅(qū)油劑原油采收率(%)重大需求背景1三次采油5-1030-4050-70我國油田平均采收率僅34.2%我國有近100億噸探明石油地質(zhì)儲量無法開采三次采油的關(guān)鍵聚電解質(zhì)驅(qū)油劑的突破開展新型高效聚電解質(zhì)驅(qū)油劑的研究，探明并調(diào)控其溶液性質(zhì)以及在使用過程中的特殊流變行為，具有重要意義聚電解質(zhì)驅(qū)油劑分子結(jié)構(gòu)形態(tài)調(diào)控驅(qū)油劑剪切降解與環(huán)境降解聚電解質(zhì)效應(yīng)與驅(qū)油機制的關(guān)系重大需求背景2我國的水資源環(huán)境日益惡化污染狀況調(diào)查表明，中國532
4、條主要河流中,82%受到不同程度的污染；在中國人口密集的地區(qū)，湖泊、水庫已經(jīng)全部受到了污染。我國制污投入進(jìn)一步加大2005年全國廢水治理投資133.7億元，比上年分別增加26.6%。我國污水排放量不斷增大2004年全國廢水排放總量482.4億噸，比上年增加4.9%。2005年全國廢水排放總量524.5億噸，比上年增加8.7%。污水治理我國每年廢水處理用絮凝劑約150~200萬噸，最主要的是高分子絮凝劑.其中，絮凝效率最高的是聚電解質(zhì)污水處理的關(guān)鍵聚電解質(zhì)絮凝劑的突破聚電解質(zhì)絮凝劑分子結(jié)構(gòu)形態(tài)調(diào)控聚電解質(zhì)絮凝劑的
5、締合凝聚（凝膠化）聚電解質(zhì)絮凝劑的電離、遷移與絮凝效率開展新型高效聚電解質(zhì)絮凝劑的研究，探明并調(diào)控其溶液性質(zhì)以及在使用過程中的凝聚行為，具有重要意義聚電解質(zhì)基礎(chǔ)研究現(xiàn)狀1對聚電解質(zhì)不能完全離解現(xiàn)象至今仍停留在不完整的定性說明階段對“聚電解質(zhì)效應(yīng)”本質(zhì)的解釋存在嚴(yán)重誤導(dǎo)溶液性質(zhì)聚電解質(zhì)的溶液特性的研究亟待深入對驅(qū)油作用（增粘）與聚電解質(zhì)溶液性質(zhì)的關(guān)系還有待闡明對絮凝作用與聚電解質(zhì)溶液性質(zhì)（電導(dǎo)、遷移）的關(guān)系尚不清楚聚電解質(zhì)基礎(chǔ)研究現(xiàn)狀2Thuressonetal.指出，添加少量表面活性劑使聚電解質(zhì)溶液體系的動態(tài)粘
6、度有數(shù)量級的提高，但原因不明Tsitsilianiset.al考察了Ps-PANa-Ps三嵌段聚電解質(zhì)溶液的靜態(tài)和動態(tài)流變學(xué)，對一些現(xiàn)象還不能解釋Tadroset.al發(fā)現(xiàn)，電解質(zhì)溶液可明顯改變煤/水體系流變特性，進(jìn)而改變輸送特性和穩(wěn)定性，但尚不系統(tǒng)Cosgroveetal.發(fā)現(xiàn)，少量聚電解質(zhì)NaPAMPS的加入使膠原粘度大幅增高并產(chǎn)生明顯的觸變行為,但機理不明Macromolecules2000,33,1199Langmuir1996,12,530Langmuir1995,11Macromolecules20
7、02,35,3662流變特性聚電解質(zhì)的流變特性亟需開展申請項目的科學(xué)問題聚電解質(zhì)材料絮凝劑驅(qū)油劑驅(qū)油效率獨特的溶液性質(zhì)粒子填充、相分離、懸浮、剪切形變……復(fù)雜的流變行為聚電解質(zhì)效應(yīng)、電離、電導(dǎo)、遷移……加注和輸送絮凝效應(yīng)凝聚行為二、項目主要研究內(nèi)容聚電解質(zhì)溶液電離與電導(dǎo)行為聚電解質(zhì)的溶液結(jié)構(gòu)、流變特性與驅(qū)油/絮凝功效聚電解質(zhì)溶液的特征流變行為主要研究內(nèi)容擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題聚電解質(zhì)溶液剪切流變行為的模型“聚電解質(zhì)效應(yīng)”的本質(zhì)聚電解質(zhì)結(jié)構(gòu)與特殊溶液性質(zhì)、流變行為的關(guān)系以及在復(fù)雜外場下驅(qū)油劑與絮凝劑的功效三、項目的
8、研究方案驗證“動態(tài)接觸濃度”劃分聚電解質(zhì)溶液濃度區(qū)間的普適性、正確性（粘度法、激基熒光光譜、激光光散射）（一）聚電解質(zhì)溶液部分考察不同濃度劃分區(qū)域不同類型聚電解質(zhì)溶液的離解行為（pH電極法、電導(dǎo)法）探索聚電解質(zhì)溶液粘度-濃度特異關(guān)系（Langmiur等溫式，2~3種自制的不同材質(zhì)毛細(xì)管粘度計）（二）聚電解質(zhì)流變部分均一聚電解質(zhì)溶液的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)剪切流變特性（AR-G2流變儀，穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)粘度
