Metudu per a determinazione di a forza di u gelu di l'etere di cellulosa

Per misurà a forza digel di etere di cellulosa, L'articulu introduci chì, ancu s'è u gelu di cellulosa etere è l'agenti di cuntrollu di u prufilu di gelatina, anu meccanismi di gelazione diffirenti, ponu utilizà a similitudine in l'apparenza, vale à dì, ùn ponu micca flussu dopu a gelazione In u statu semi-solidu, u metudu d'osservazione cumunimenti utilizatu, U metudu di rotazione è u metudu di scuperta di vacuum per valutà a forza di a gelatina sò usati per valutà a forza di u gel di cellulosa etere, è hè aghjuntu un novu metudu di sfondate di pressione positiva. L'applicabilità di sti quattru metudi à a determinazione di a forza di gel di cellulosa etere hè stata analizata per esperimenti. I risultati mostranu chì u metudu d'osservazione pò solu valutà qualitativamente a forza di l'etere di cellulosa, u metudu di rotazione ùn hè micca adattatu per a valutazione di a forza di l'etere di cellulosa, u metudu di vacuum pò solu valutà a forza di l'etere di cellulosa cù una forza sottu 0,1 MPa, è a prissioni pusitiva di novu aghjuntu Stu metudu pò valutà quantitatively a forza di cellulosa etere gel.

Parolle chjave: gelatina; gel di cellulosa etere; forza; metudu

0.Prefazione

L'agenti di cuntrollu di prufilu basati in gelatina di polimeru sò più largamente usati in l'otturazione di l'acqua è u cuntrollu di u prufilu. In ogni casu, in l'ultimi anni, u sistema di pluging è cuntrollu di l'etere di cellulosa di gel, sensible à a temperatura è termicamente reversibile, hè diventatu gradualmente un hotspot di ricerca per u pluging d'acqua è u cuntrollu di u prufilu in i serbatoi di oliu pisanti. . A forza di u gelu di l'etere di cellulosa hè unu di l'indicatori più impurtanti per u plugging di furmazione, ma ùn ci hè micca un standard uniforme per u so metudu di prova di forza. I metudi cumunimenti usati per valutà a forza di gelatina, cum'è u metudu d'osservazione - un metudu direttu è ecunomicu per pruvà a forza di gelatina, utilizate a tabella di codice di forza di gelatina per ghjudicà u livellu di forza di gel per esse misurata; metudu di rotazione - i strumenti cumunimenti utilizati sò u viscosimetru Brookfield è u reometru, a temperatura di a prova di u viscosimetru Brookfield hè limitata in 90.°C; Metudu di vacuum innovativu - quandu l'aria hè aduprata per sfondà u gelu, a lettura massima di l'indicatore di pressione rapprisenta a forza di u gel. U meccanismo gelificante di a gelatina hè di aghjunghje un agente di reticulazione à a suluzione polimerica. L'agente di cross-linking è a catena di polimeru sò cunnessi da ligami chimichi per furmà una struttura di rete spaziale, è a fase liquida hè impannillata in questu, perchè tuttu u sistema perde a fluidità, è poi si trasforma Per gelatina, stu prucessu ùn hè micca riversibile è hè un cambiamentu chimicu. U mecanismu di u gelu di l'etere di cellulosa hè chì à a bassa temperatura, i macromoleculi di l'etere di cellulosa sò circundati da picculi molécule d'acqua per via di ligami d'idrogenu per furmà una suluzione aquosa. Quandu a temperatura di a suluzione cresce, i ligami di l'idrogenu sò distrutti, è e grande molécule d'etere di cellulosa U statu in quale molécule si riuniscenu per mezu di l'interazzione di gruppi idrofobici per furmà un gel hè un cambiamentu fisicu. Ancu se u mecanismu di gelazione di i dui hè diversu, l'apparenza hà un statu simili, vale à dì, un statu semi-solidu immobile hè furmatu in u spaziu tridimensionale. Sia u metudu di valutazione di a forza di gelatina hè adattatu per a valutazione di a forza di u gel di cellulosa etere hà bisognu di esplorazione è verificazione sperimentale. In questu documentu, trè metudi tradiziunali sò usati per valutà a forza di i geli d'etere di cellulosa: u metudu d'osservazione, u metudu di rotazione è u metudu di vacuum sfondate, è un metudu di scuperta di pressione pusitiva hè furmatu nantu à sta basa.

1. Parte sperimentale

1.1 Principali equipaghji è strumenti sperimentali

Bagnu d'acqua di temperatura constante elettrica, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; alta temperatura è high pressure rheometer, MARS-III, Germany cumpagnia HAAKE; pompa di vacuum multi-purpose d'acqua circulante, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; sensor, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; sistemu acquistu prissioni, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; tubu colorimetricu, 100 mL, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; buttiglia di vetru resistente à alta temperatura, 120 mL, Schott Glass Works, Germania; azotu high-purity, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Campioni sperimentali è preparazione

Hydroxypropyl methylcellulose etere, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; sciogliere 2 g, 3 g e 4 g di idrossipropilmetilcellulosa etere in 50 ml d'acqua calda a 80°C.℃, agite bè è aghjunghje 25℃di 50 mL d'acqua fridda, i campioni sò stati cumpletamente dissoluti per furmà suluzioni di etere di cellulosa cun concentrazioni di 0,02 g/mL, 0,03 g/mL è 0,04 g/mL rispettivamente.

1.3 Metudu sperimentale di prova di forza di gel di cellulosa etere

(1) Testatu da u metudu d'osservazione. A capacità di i buttigli di vetru resistenti à alta temperatura di bocca larga utilizati in l'esperimentu hè 120mL, è u voluminu di a suluzione di cellulosa hè 50mL. Mettite e suluzioni di etere di cellulosa preparate cun concentrazioni di 0,02 g/mL, 0,03 g/mL è 0,04 g/mL in una buttiglia di vetru resistente à alta temperatura, invertite à diverse temperature, è paragunate e trè cuncentrazioni sferenti sopra à u codice di forza di gel. La force gélifiante de la solution aqueuse d'éther de cellulose a été testée.

(2) Testatu da u metudu di rotazione. L'instrumentu di prova utilizatu in questu esperimentu hè un reometru d'alta temperatura è d'alta pressione. A suluzione aquosa d'etere di cellulosa cù una cuncentrazione di 2% hè sceltu è pusatu in un tamburinu per pruvà. A tarifa di riscaldamentu hè 5℃/10 min, a velocità di cisura hè 50 s-1, è u tempu di prova hè 1 min. , A gamma di riscaldamentu hè 40～110℃.

(3) Testatu da u metudu di vacuum innovativu. Cunnette i tubi colorimetrici chì cuntenenu u gelu, accende a pompa di vacuum, è leghje a lettura massima di u manometru di pressione quandu l'aria sfonda u gel. Ogni mostra hè operatu trè volte per ottene u valore mediu.

(4) Test da u metudu di pressione pusitiva. Sicondu u principiu di u metudu di gradu di vacuum, avemu migliuratu stu mètudu spirimintali è aduttatu u metudu di sfondate di pressione pusitiva. Cunnette i tubi colorimetrici chì cuntenenu u gelu, è utilizate un sistema di acquisizione di pressione per pruvà a forza di u gel di cellulosa etere. A quantità di gel utilizata in l'esperimentu hè 50mL, a capacità di u tubu colorimetricu hè 100mL, u diametru internu hè 3cm, u diametru internu di u tubu circular inseritu in u gel hè 1cm, è a prufundità di inserimentu hè 3cm. Accende lentamente l'interruttore di u cilindru di nitrogenu. Quandu i dati di pressione affissati cadenu di colpu è bruscamente, pigliate u puntu più altu cum'è u valore di forza necessariu per rompe u gel. Ogni mostra hè operatu trè volte per ottene u valore mediu.

2. Risultati sperimentali è discussioni

2.1 L'applicabilità di u metudu d'osservazione per pruvà a forza di gel di l'etere di cellulosa

In u risultatu di evaluà a forza di u gelu di l'etere di cellulosa per l'osservazione, piglià a suluzione di l'etere di cellulosa cù una cuncentrazione di 0,02 g/mL per esempiu, pò esse cunnisciutu chì u livellu di forza hè A quandu a temperatura hè 65.°C, è a forza cumencia à aumentà cum'è a temperatura aumenta, quandu a temperatura righjunghji 75℃, presenta un statu di gel, u gradu di forza cambia da B à D, è quandu a temperatura s'eleva à 120℃, u gradu di forza diventa F. Pò esse vistu chì u risultatu di valutazione di stu metudu di valutazione mostra solu u livellu di forza di u gelu, ma ùn pò micca aduprà i dati per sprimà a forza specifica di u gelu, vale à dì, hè qualitativa, ma micca. quantitative. U vantaghju di stu metudu hè chì l'operazione hè simplice è intuitiva, è u gelu cù a forza necessaria pò esse screened cheaply by stu metudu.

2.2 Applicabilità di u metudu di rotazione per pruvà a forza di gel di l'etere di cellulosa

Quandu a suluzione hè calda à 80°C, a viscosità di a suluzione hè 61 mPa·s, tandu a viscosità aumenta rapidamente, è righjunghji un valore massimu di 46 790 mPa·s à 100°C, e poi a forza diminuisce. Questu hè inconsistente cù u fenomenu osservatu prima chì a viscosità di a soluzione acquosa d'idrossipropilmetilcellulose etere cumencia à aumentà à 65.°C, è i gel appariscenu à circa 75°C è a forza cuntinueghja à cresce. U mutivu di stu fenominu hè chì u gelu hè rottu per via di a rotazione di u rotore quandu a prova di a forza di u gelu di l'etere di cellulosa, risultatu in dati sbagliati di forza di gel à e temperature successive. Per quessa, stu metudu ùn hè micca adattatu per evaluà a forza di i geli di cellulosa etere.

2.3 Applicabilità di u metudu di vacuum rivoluzionariu per pruvà a forza di gel di l'etere di cellulosa

I risultati sperimentali di a forza di gel di cellulosa etere sò stati evaluati da u metudu di vacuum innovativu. Stu metudu ùn implica micca a rotazione di u rotore, cusì u prublema di cisura colloidale è rottura causata da a rotazione di u rotore pò esse evitata. Da i risultati sperimentali sopra, si pò vede chì stu metudu pò pruvà quantitativamente a forza di u gel. Quandu a temperatura hè 100°C, a forza di u gel d'etere di cellulosa cù una cuncentrazione di 4% hè più grande di 0,1 MPa (u gradu di vacuum massimu), è a forza ùn pò esse misurata più di 0,1 MPa. A forza di u gelu, vale à dì, u limitu superiore di a forza di u gelu pruvata da stu metudu hè 0,1 MPa. In questu esperimentu, a forza di cellulosa etere gel hè più grande di 0,1 MPa, cusì stu metudu ùn hè micca adattatu per evaluà a forza di cellulosa etere gel.

2.4 L'applicabilità di u metudu di pressione positiva per pruvà a forza di gel di l'etere di cellulosa

U metudu di pressione pusitiva hè stata utilizata per evaluà i risultati spirimintali di a forza di gel di cellulosa etere. Pò esse vistu chì stu metudu pò pruvà quantitatively u gel cù una forza sopra 0,1 MPa. U sistema di acquisizione di dati utilizatu in l'esperimentu rende i risultati sperimentali più precisi cà i dati di lettura artificiale in u metudu di gradu di vacuum.

3. Cunclusioni

A forza di u gelu di l'etere di cellulosa dimustrava una tendenza generale crescente cù l'aumentu di a temperatura. U metudu di rotazione è u metudu di vacuum rivoluzionariu ùn sò micca adattati per determinà a forza di u gel di cellulosa etere. U metudu d'osservazione pò solu misurà qualitativamente a forza di u gel di cellulosa etere, è u metudu di pressione pusitiva appena aghjuntu pò pruvà quantitativamente a forza di u gel di cellulosa etere.