可拉伸、可压缩且具有热响应性的水凝胶在石油管道热作业中的应用研究

为解决石油管道热作业中传统水凝胶易碎裂、难以彻底清除的问题，研究人员通过6-氨基尿嘧啶改性丙烯酰胺丙烯酸共聚物（AUP）与三聚氰胺（MEL）的复合，开发了一种兼具可拉伸性（最大伸长率237.6%）、可压缩性（抗压强度117.3?kPa）和热响应性的新型水凝胶。该材料通过氢键作用实现70?°C热水快速溶解，同时具备优异阻燃性能，显著提升管道维修效率与安全性。

　　

石油管道维修中的热作业（如焊接）常面临油气泄漏引发的爆炸风险，传统化学封堵材料存在注入易碎裂、清除不彻底等难题。针对这一工程痛点，国内研究团队创新性地设计了一种基于6-氨基尿嘧啶改性丙烯酰胺丙烯酸共聚物（AUP）与三聚氰胺（MEL）复合的热响应性水凝胶。该成果发表于《Reactive and Functional Polymers》，为管道安全维护提供了突破性解决方案。

研究采用流变学测试表征材料机械性能，通过模拟管道实验验证封堵效果，并利用热溶解实验评估清除效率。关键发现包括：1）当MEL浓度达25?g/L时，水凝胶展现最优力学性能（拉伸强度5.19?kPa，韧性7.07?kJ/m³）；2）50?cm封堵长度可抵御117.3?kPa压力；3）70?°C热水可在40分钟内完全清除20?cm封堵段，同时显著降低残油率。

研究结论部分强调，这种兼具动态氢键网络和热响应特性的水凝胶，首次实现了封堵强度与快速清除的平衡。其自修复特性（self-recovery）保障了注入过程的完整性，而阻燃性能直接规避了热作业火花引燃风险。该技术将传统管道维修周期从数天缩短至小时级，对能源基础设施维护具有重大实践价值。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献内容。专业术语如AUP、MEL等均在首次出现时标注英文全称，力学单位如kPa、kJ/m³等保留原文格式。）