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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,2006,年,年,度,度,国,国,家,家,基,基,金,金,重,重,点,点,项,项,目,目,申,申,请,请,答,答,辩,辩,(,包,包,头,头,7,月,月30,日,日),申,请,请,项,项,目,目,名,名,称,称,：,：,高,分,分,子,子,电,电,解,解,质,质,材,材,料,料,在,在,工,工,程,程,申,请,请,人,人,：,：,郑,强,强,依,托,托,单,单,位,位,：,：,浙,江,江,大,大,学,学,合,作,作,单,单,位,位,：,：,南,京,京,大,大,学,学,中,中,科,科,院,院,长,长,春,春,应,应,化,化,所,所,应,用,用,中,中,的,的,基,基,础,础,问,问,题,题,研,研,究,究,一,、,、,项,项,目,目,背,背,景,景,及,及,课,课,题,题,的,的,提,提,出,出,二,、,、,项,项,目,目,主,主,要,要,研,研,究,究,内,内,容,容,三,、,、,项,项,目,目,的,的,研,研,究,究,方,方,案,案,四,、,、,项,项,目,目,实,实,施,施,的,的,可,可,行,行,性,性,五,、,、,项,项,目,目,的,的,特,特,色,色,与,与,总,总,体,体,目,目,标,标,一,、,、,项,项,目,目,背,背,景,景,及,及,课,课,题,题,的,的,提,提,出,出,2006,年,年,度,度,国,国,家,家,基,基,金,金,委,委,工,工,程,程,与,与,材,材,料,料,科,科,学,学,部,部,有,机,机,高,高,分,分,子,子,材,材,料,料,学,学,科,科,所,所,列,列,重,重,点,点,项,项,目,目,指,指,南,南,通用和特种高分子材料高性能化中的的基础科学问题,与生命科学相关的高分子材料的基础研究,有机高分子功能材料：具有光、电、磁、吸附与分离功能材料的可控制备和应用的基础研究,与能源、环境、资源利用相关的高分子材料的基础研究,环境保护是目前世界尤其是我国面临的重大问题,项,目,目,背,背,景,景,能源、资源已成为当今世界尤其是我国可持续发展的重大问题,研,究,究,背,背,景,景,国,民,民,经,经,济,济,和,和,社,社,会,会,发,发,展,展,的,的,重,重,大,大,需,需,求,求,能,源,源,高效开采,（原油）,驱油剂,资,源,源,环,境,境,絮凝剂,高分子电解质（聚电解质）材料,污染治理,（污水）,聚电解质材料的溶液特性与流变行为，是其在工程应用中最主要的基础科学问题,对,固,固,态,态,材,材,料,料,而,而,言,言,，,，,凝,凝,聚,聚,态,态,结,结,构,构,是,是,决,决,定,定,其,其,品,品,质,质,和,和,最,最,终,终,使,使,用,用,性,性,能,能,的,的,关,关,键,键,对液态材料而言，溶液结构和流变行为是决定其品质和最终使用性能的关键,一,次,次,（,（,自,自,能,能,量,量,衰,衰,减,减,）,）,采,采,油,油,二,次,次,（,（,注,注,水,水,）,）,采,采,油,油,三,次,次,（,（,驱,驱,）,）,采,采,油,油,意味着,三次采油主要采用聚合物驱油剂来实现，,聚电解质,是最理想的聚合物驱油剂,原,油,油,采,采,收,收,率,率(%),重,大,大,需,需,求,求,背,背,景,景1,三,次,次,采,采,油,油,5-10,30-40,50-70,我国油田平均采收率仅,34.2%,我国有近,100亿吨,探明石油地质储量无法开采,三,次,次,采,采,油,油,的,的,关,关,键,键,聚,电,电,解,解,质,质,驱,驱,油,油,剂,剂,的,的,突,突,破,破,开展新型高效聚电解质驱油剂的研究，探明并调控其溶液性质以及在使用过程中的特殊流变行为，具有重要意义,聚电解质驱油剂分子结构形态调控,驱油剂剪切降解与环境降解,聚电解质效应与驱油机制的关系,重,大,大,需,需,求,求,背,背,景,景2,我,国,国,的,的,水,水,资,资,源,源,环,环,境,境,日,日,益,益,恶,恶,化,化,污,染,染,状,状,况,况,调,调,查,查,表,表,明,明,，,，,中,中,国,国532条,主,主,要,要,河,河,流,流,中,中,82%受,到,到,不,不,同,同,程,程,度,度,的,的,污,污,染,染,；,；,在,在,中,中,国,国,人,人,口,口,密,密,集,集,的,的,地,地,区,区,，,，,湖,湖,泊,泊,、,、,水,水,库,库,已,已,经,经全,部,部受,到,到,了,了,污,污,染,染,。,。,我,国,国,制,制,污,污,投,投,入,入,进,进,一,一,步,步,加,加,大,大,2005,年,年,全,全,国,国,废,废,水,水,治,治,理,理,投,投,资,资133.7,亿,亿,元,元，,比,比,上,上,年,年,分,分,别,别,增,增,加,加26.6%。,我,国,国,污,污,水,水,排,排,放,放,量,量,不,不,断,断,增,增,大,大,2004,年,年,全,全,国,国,废,废,水,水,排,排,放,放,总,总,量,量482.4,亿,亿,吨,吨，,比,比,上,上,年,年,增,增,加,加4.9%。,2005,年,年,全,全,国,国,废,废,水,水,排,排,放,放,总,总,量,量524.5,亿,亿,吨,吨，,比,比,上,上,年,年,增,增,加,加8.7%。,污,水,水,治,治,理,理,我国每年废水处理用絮凝剂约,150,200,万吨,，最主要的是高分子絮凝剂.其中，絮凝效率最高的是,聚电解质,污,水,水,处,处,理,理,的,的,关,关,键,键,聚,电,电,解,解,质,质,絮,絮,凝,凝,剂,剂,的,的,突,突,破,破,聚电解质絮凝剂分子结构形态调控,聚电解质絮凝剂的缔合凝聚（凝胶化）,聚电解质絮凝剂的电离、迁移与絮凝效率,开展新型高效聚电解质絮凝剂的研究，探明并调控其溶液性质以及在使用过程中的凝聚行为，具有重要意义,聚,电,电,解,解,质,质,基,基,础,础,研,研,究,究,现,现,状,状1,对,聚,聚,电,电,解,解,质,质,不,不,能,能,完,完,全,全,离,离,解,解,现,现,象,象,至,至,今,今,仍,仍停,留,留,在,在,不,不,完,完,整,整,的,的,定,定,性,性,说,说,明,明,阶,阶,段,段,对,“,“,聚,聚,电,电,解,解,质,质,效,效,应,应,”,”,本,本,质,质,的,的,解,解,释,释存,在,在,严,严,重,重,误,误,导,导,溶,液,液,性,性,质,质,聚电解质的溶液特性的研究亟待深入,对,驱,驱,油,油,作,作,用,用,（,（,增,增,粘,粘,）,）,与,与,聚,聚,电,电,解,解,质,质,溶,溶,液,液,性,性,质,质,的,的,关,关,系,系还,有,有,待,待,阐,阐,明,明,对絮凝作用,与,与聚电解质,溶,溶液性质（,电,电导、迁移,）,）的关系尚不清楚,聚电解质基,础,础研究现状,2,Thuressonet al.指出，添,加,加少量表面,活,活性剂使聚,电,电解质溶液,体,体系的动态,粘,粘度有数量,级,级的提高，但原因不明,Tsitsilianis et.al考,察,察了Ps-PANa-Ps三嵌段,聚,聚电解质溶,液,液的静态和,动,动态流变学,，,，对一些现象,还,还不能解释,Tadros et.al发现,，,，电解质溶,液,液可明显改,变,变煤/水体,系,系流变特性,，,，进而改变,输,输送特性和,稳,稳定性，但尚不系统,Cosgrove et al.,发,发现，少量,聚,聚电解质NaPAMPS的加入使,胶,胶原粘度大,幅,幅增高并产,生,生明显的触,变,变行为,但机理不明,Macromolecules,2000,33,1199,Langmuir,1996,12,530,Langmuir,1995,11,Macromolecules,2002,35,3662,流变特性,聚电解质的流变特性亟需开展,申请项目的,科,科学问题,聚电解质材,料,料,絮凝剂,驱油剂,驱油效率,独特的溶液性质,粒子填充、相分离、悬浮、剪切形变,复杂的流变行为,聚电解质效应、电离、电导、迁移,加注和输送,絮凝效应,凝聚行为,二、项目主,要,要研究内容,聚电解质溶液,电离与电导行为,聚电解质的溶液结构、流变 特性与驱油/絮凝功效,聚电解质溶液的 特征流变行为,主要研究内,容,容,拟解决的关,键,键科学问题,聚电解质溶液剪切流变行为的模型,“聚电解质效应”的本质,聚电解质结构与特殊溶液性质、流变行为的关系以及在复杂外场下驱油剂与絮凝剂的功效,三、项目的,研,研究方案,验证“动态,接,接触浓度”,划,划分聚电,解,解质溶液浓,度,度区间的普,适,适性、正确,性,性（粘度法、,激,激基荧光光,谱,谱、激光光,散,散射）,（一）聚电,解,解质溶液部,分,分,考察不同浓,度,度划分区域,不,不同类型聚,电,电解质溶液,的,的离解行为,（,pH电极,法、电导法,）,）,探索聚电解,质,质溶液粘度-浓度特异,关,关系（Langmiur等,温,温式，2 3种自,制,制的不同材,质,质毛细管粘,度,度计）,（二）聚电,解,解质流变部,分,分,均一聚电解,质,质溶液的稳,态,态、动态剪,切,切流变特性（,AR-G2,流变仪，稳,态,态旋转粘度,计,计和圆筒式,动,动态流变测,定,定）,聚电解质/,添,添加物混合,体,体系的复杂,流,流变行为（,AR-G2,流变仪，,稳态旋,转粘度计和,圆,圆筒式动态,流,流变测定、,流,流变-光散,射,射溶液性质,表,表征）,复杂条件下,聚,聚电解质溶,液,液剪切流动,与,与凝胶化的,测,测定与模拟（自建的流,变,变参数测定,装,装置）,（三）驱油/絮凝功效,部,部分,模拟絮凝/驱油条件,下,下模型聚电,解,解质的增粘,机,机制及其与,驱,驱油/絮凝,效,效果间构效,关,关系,（稳态粘度,与,与动态粘度,法,法）,疏水改性聚,电,电解质,不同环境下,的,的疏水缔合,凝,凝聚、增粘,模,模型,（DLS,、,、SLS、GPC-LS-联用,、,、粘度法）,模拟,驱油,/絮凝条件下模型聚电解质的增粘机制及其与驱油/絮凝效果间构效关系,（链段长度、序列结构，电荷种类和强度，pH值，浓度和温度及时间等因素的影响）,嵌段型聚电解质在溶液中的构象及形态,（动态光散射跟踪组装和形态变化过程）,嵌段型聚电解质,四、项目实,施,施的可行性,可行性分析,已有工作基,础,础,聚电解质溶液研究基础,复杂流体流变学研究基础,溶液研究基,础,础：,(1),高分子溶液,浓,浓度区间的,初,初步划分,K,m,0,分子间范德,华,华力,非聚电解质,溶,溶液+部分,聚,聚电解质溶,液,液,K,m,=0,库伦力,聚电解质溶,液,液,K,m,：有效自缔,合,合常,数,团簇理论：,sp,/C=,+6 K,m,C,Huggins,公式：,sp,/C=,+,k,H,2,C,K,m,=k,H,h,/6,K,H,：Huggins,斜率,常,常数,极稀溶液,稀溶液,亚浓溶液,浓溶液,动态接触浓度,交叠浓度,静态接触浓度,临界缠结浓度,0,C*,C,s,C,+,C,C*,动态接触浓度概念的提出，为正确理解聚电解质的溶液特性开辟了新的途径,Cheng RS,.,Macromol.Symp,.,1997,124,27.,Pan Y.,Cheng RS,Chin.J.Polym.Sci.,2000,18,57.,溶液,研,研究,基,基础,：,：,(2),高分,子,子溶,液,液粘,度,度的,界,界面,效,效应,溶质的吸附,滑流,K：,有效,吸,吸附,层,层厚,度,度,F,int,:界面,校,校正,因,因子,，,，与,浓,浓度,有,有关,高分,子,子稀,溶,溶液,粘,粘度,的,的普,适,适公,式,式,为从理论上分析并验证聚电解质效应的本质提供了可能,溶液,研,研究,基,基础,：,：,(3),聚电,解,解质,溶,溶液奇异,的,的粘,度,度-,浓,浓度依赖,关,关系,极稀溶液的粘度随浓度减小而急剧增大的反常现象,C
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