为皮革“美颜” 助油田增产——记陕西省科技奖科技进步一等奖成果共价交联乙烯基类聚合物关键技术及应用

　　在获得2022年度陕西省科技奖科学技术进步一等奖的成果中，陕西科技大学与中国石油长庆油田分公司等合作完成的共价交联乙烯基类聚合物关键技术及应用，破解了乙烯基类聚合物强度和韧性难以兼顾、环境适应性不强、耐温抗盐性差等难题。这种广泛应用于皮革加工的精细化学品，通过自主创新攻关在油田领域实现规模化应用，油田增产效果显著，替代进口产品，取得了明显的经济效益和社会效益。

　　十年攻关形成原创技术

　　乙烯基类聚合物是由烯烃类单体为原料共聚反应而成，包括苯丙类、丙烯酸酯类和丙烯酰胺类等，具有原料来源广泛、成本低廉、制备技术成熟等特点，广泛应用于皮革、石油化工、纺织等工业领域。在皮革加工过程中，乙烯基类聚合物是用量最大、应用最广的一种高分子材料，可作为皮革涂饰剂、鞣剂、纤维交联剂等。

　　尽管乙烯基类聚合物有很多优点，但其涂饰的皮革存在涂层强度、韧性难以兼顾，易造成皮革表面损伤等难题。为此，陕西科技大学成立由马建中任所长的科锐新材料研究所，率领科研团队聚焦高品质、功能化、绿色化皮革化学品的科技创新和产业升级持续探索研究。

　　正是数十年孜孜不倦的坚守和攻关，马建中科研团队在乙烯基聚合物曼尼希反应理论、纳米材料改性乙烯基聚合物关键技术、乙烯基聚合物共价交联生物质等研究方面取得重大突破，形成了具有自主知识产权的原创性共价交联乙烯基聚合物系列关键技术，累计获授权中国发明专利109件、国际发明专利7件。

　　2016年以来，这种共价交联乙烯基类聚合物在杭州棕榈地科技开发有限公司用于皮革涂饰，化学稳定性良好，无生物毒性，不但极大提升皮革涂饰性能，而且成本较市场同类产品大幅降低，产品销售至业内50余家企业，可显著提高皮革涂层材料的力学强度和韧性，延长皮革制品的使用寿命，提高产品附加值，带来了可观的经济效益。

　　迭代升级拓展应用领域

　　作为一种广泛应用于制革工业的有机成膜材料，乙烯基类聚合物还可应用于石油开采领域。“在研究过程中，我们发现皮革涂饰与石油开采过程中井下的高温、酸性环境类似，因此我们尝试将前期研究的皮革涂饰用乙烯基类聚合物应用于石油开采中。”马建中科研团队骨干成员、陕西科技大学轻工科学与工程学院院长吕斌说，虽然常用的乙烯基类聚合物油田化学品如调驱剂和封堵剂等可提高石油采收率，但在使用过程中存在对井下复杂工况适应性不强、耐温抗盐性差等问题，难以应用于高矿化度区块的石油开采。

　　从2014年开始，马建中科研团队与中国石油长庆油田分公司、西安长庆化工集团有限公司联合攻关，通过分子结构设计和聚合方法调控，建立了共价交联丙烯酸酯聚合物核壳微结构与性能之间的构效关系，形成了环境响应型、强度和韧性兼顾型、耐温抗盐型共价交联乙烯基类聚合物制备及应用系列关键技术，为开采难度较大的低渗、超低渗透油田以及高矿化度区块石油开采扫清了技术障碍。

　　“所谓核壳型共价交联丙烯酸酯聚合物，形象地说就是先将单体聚合生成乳液硬核小球，然后包裹较软的外壳。这样既能黏合封堵压裂缝隙，又能适应井下高温、酸性、高矿化度环境，解决了强度、韧性难以兼顾，环境适应性和耐温抗盐性差的关键技术难题。”吕斌对记者告诉。同时，他们还开发了pH值/温度双重响应型共价交联苯丙聚合物工业化制备技术，建立了共价交联苯丙聚合物在外界刺激下三维交联网络的可控构建技术；研发了耐温抗盐型共价交联丙烯酰胺聚合物制备技术，构建了耐温抗盐型共价交联丙烯酰胺聚合物粒径与裂缝的匹配图版。

　　经过艰辛努力，马建中科研团队成功开发出驱油剂、调驱调剖剂、微通道疏通剂等系列共价交联乙烯基类聚合物油田化学品，匹配油田二次和三次采油作业。近年来，这些成果在中石油长庆油田7个采油厂规模化应用，累计推广应用油井3000口以上，原油采收率提高5%~10%，取得了显著的经济效益。

　　马建中表示，下一步他们要将共价交联乙烯基类聚合物推广应用到其他领域，并实现技术迭代升级，助力产业高质量发展。