Μέθοδος Προσδιορισμού Ισχύος Γέλης Αιθέρα Κυτταρίνης

Για να μετρήσετε τη δύναμη τουγέλη αιθέρα κυτταρίνης, το άρθρο εισάγει ότι παρόλο που οι παράγοντες ελέγχου του πηκτώματος με αιθέρα κυτταρίνης και οι παράγοντες ελέγχου προφίλ τύπου ζελέ έχουν διαφορετικούς μηχανισμούς ζελατινοποίησης, μπορούν να χρησιμοποιήσουν την ομοιότητα στην εμφάνιση, δηλαδή δεν μπορούν να ρέουν μετά τη ζελατινοποίηση Σε ημιστερεή κατάσταση, η συνήθως χρησιμοποιούμενη μέθοδος παρατήρησης, Η μέθοδος περιστροφής και η μέθοδος διάνοιξης κενού για την αξιολόγηση της αντοχής του ζελέ χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της αντοχής του πηκτώματος αιθέρα κυτταρίνης, και προστίθεται μια νέα μέθοδος διάσπασης θετικής πίεσης. Η δυνατότητα εφαρμογής αυτών των τεσσάρων μεθόδων για τον προσδιορισμό της ισχύος πηκτώματος αιθέρα κυτταρίνης αναλύθηκε μέσω πειραμάτων. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μέθοδος παρατήρησης μπορεί να αξιολογήσει μόνο ποιοτικά την ισχύ του αιθέρα κυτταρίνης, η μέθοδος περιστροφής δεν είναι κατάλληλη για την αξιολόγηση της αντοχής του αιθέρα κυτταρίνης, η μέθοδος κενού μπορεί να αξιολογήσει μόνο την ισχύ του αιθέρα κυτταρίνης με ισχύ κάτω από 0,1 MPa και η πρόσφατα προστιθέμενη θετική πίεση Αυτή η μέθοδος μπορεί να αξιολογήσει ποσοτικά την αντοχή του πηκτώματος αιθέρα κυτταρίνης.

Λέξεις κλειδιά: πηκτή; γέλη κυτταρίνης αιθέρα? δύναμη; μέθοδος

0.Πρόλογος

Οι παράγοντες ελέγχου προφίλ με βάση το πολυμερές ζελέ χρησιμοποιούνται ευρέως στην απόφραξη νερού και στον έλεγχο προφίλ. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, το ευαίσθητο στη θερμοκρασία και θερμικά αναστρέψιμο σύστημα απόφραξης και ελέγχου με αιθέρα πηκτής κυτταρίνης έχει γίνει σταδιακά ένα ερευνητικό hotspot για την απόφραξη νερού και τον έλεγχο προφίλ σε δεξαμενές βαρέος πετρελαίου. . Η αντοχή του πηκτώματος του αιθέρα κυτταρίνης είναι ένας από τους πιο σημαντικούς δείκτες για την απόφραξη σχηματισμού, αλλά δεν υπάρχει ενιαίο πρότυπο για τη μέθοδο δοκιμής αντοχής του. Μέθοδοι που χρησιμοποιούνται συνήθως για την αξιολόγηση της αντοχής του ζελέ, όπως η μέθοδος παρατήρησης – μια άμεση και οικονομική μέθοδος για τον έλεγχο της αντοχής του ζελέ, χρησιμοποιήστε τον πίνακα κωδικών αντοχής ζελέ για να κρίνετε το επίπεδο της αντοχής του ζελέ που θα μετρηθεί. μέθοδος περιστροφής - τα όργανα που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι το ιξωδόμετρο και το ροόμετρο Brookfield, η θερμοκρασία του δείγματος δοκιμής ιξωδόμετρου Brookfield περιορίζεται εντός 90°ΝΤΟ; Μέθοδος κενού διάρρηξης – όταν ο αέρας χρησιμοποιείται για να διαρρεύσει τη γέλη, η μέγιστη ένδειξη του μετρητή πίεσης αντιπροσωπεύει την αντοχή της γέλης. Ο μηχανισμός σχηματισμού γέλης του ζελέ είναι η προσθήκη ενός παράγοντα διασύνδεσης στο διάλυμα του πολυμερούς. Ο παράγοντας διασύνδεσης και η αλυσίδα του πολυμερούς συνδέονται με χημικούς δεσμούς για να σχηματίσουν μια δομή χωρικού δικτύου και η υγρή φάση τυλίγεται σε αυτό, έτσι ώστε ολόκληρο το σύστημα να χάσει τη ρευστότητά του και στη συνέχεια να μεταμορφωθεί. Για ζελέ, αυτή η διαδικασία δεν είναι αναστρέψιμη και είναι μια χημική αλλαγή. Ο μηχανισμός γέλης του αιθέρα κυτταρίνης είναι ότι σε χαμηλή θερμοκρασία, τα μακρομόρια του αιθέρα κυτταρίνης περιβάλλονται από μικρά μόρια νερού μέσω δεσμών υδρογόνου για να σχηματίσουν ένα υδατικό διάλυμα. Καθώς η θερμοκρασία του διαλύματος αυξάνεται, οι δεσμοί υδρογόνου καταστρέφονται και τα μεγάλα μόρια αιθέρα κυτταρίνης Η κατάσταση στην οποία τα μόρια ενώνονται μέσω της αλληλεπίδρασης υδρόφοβων ομάδων για να σχηματίσουν ένα πήκτωμα είναι μια φυσική αλλαγή. Αν και ο μηχανισμός ζελατινοποίησης των δύο είναι διαφορετικός, η εμφάνιση έχει παρόμοια κατάσταση, δηλαδή σχηματίζεται μια ακίνητη ημιστερεή κατάσταση στον τρισδιάστατο χώρο. Το εάν η μέθοδος αξιολόγησης της αντοχής του ζελέ είναι κατάλληλη για την αξιολόγηση της αντοχής του πηκτώματος αιθέρα κυτταρίνης χρειάζεται διερεύνηση και πειραματική επαλήθευση. Σε αυτό το άρθρο, τρεις παραδοσιακές μέθοδοι χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της αντοχής των πηκτωμάτων αιθέρα κυτταρίνης: μέθοδος παρατήρησης, μέθοδος περιστροφής και μέθοδος κενού διαφυγής, και μια μέθοδος διάσπασης θετικής πίεσης σχηματίζεται σε αυτή τη βάση.

1. Πειραματικό μέρος

1.1 Κύριος πειραματικός εξοπλισμός και όργανα

Ηλεκτρικό λουτρό νερού σταθερής θερμοκρασίας, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; Ρεόμετρο υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης, MARS-III, Γερμανία εταιρεία HAAKE; αντλία κενού πολλαπλών χρήσεων κυκλοφορούντος νερού, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; αισθητήρας, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; σύστημα απόκτησης πίεσης, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd. χρωματομετρικός σωλήνας, 100 mL, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; γυάλινο μπουκάλι ανθεκτικό σε υψηλή θερμοκρασία, 120 mL, Schott Glass Works, Γερμανία; άζωτο υψηλής καθαρότητας, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Πειραματικά δείγματα και προετοιμασία

Hydroxypropyl methylcellulose ether, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; διαλύουμε 2 g, 3 g και 4 g αιθέρα υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης σε 50 mL ζεστό νερό στους 80℃, ανακατεύουμε καλά και προσθέτουμε 25℃50 mL κρύου νερού, τα δείγματα διαλύθηκαν πλήρως για να σχηματίσουν διαλύματα αιθέρα κυτταρίνης με συγκεντρώσεις 0,02 g/mL, 0,03 g/mL και 0,04 g/mL αντίστοιχα.

1.3 Πειραματική μέθοδος δοκιμής αντοχής γέλης αιθέρα κυτταρίνης

(1) Δοκιμασμένο με μέθοδο παρατήρησης. Η χωρητικότητα των γυάλινων φιαλών με πλατύ στόμα, ανθεκτικά σε υψηλή θερμοκρασία που χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα είναι 120 mL και ο όγκος του διαλύματος αιθέρα κυτταρίνης είναι 50 mL. Βάλτε τα παρασκευασμένα διαλύματα αιθέρα κυτταρίνης με συγκεντρώσεις 0,02 g/mL, 0,03 g/mL και 0,04 g/mL σε γυάλινη φιάλη ανθεκτική σε υψηλή θερμοκρασία, αναστρέψτε την σε διαφορετικές θερμοκρασίες και συγκρίνετε τις παραπάνω τρεις διαφορετικές συγκεντρώσεις σύμφωνα με τον κωδικό αντοχής της γέλης Η ισχύς πηκτωματοποίησης του υδατικού διαλύματος αιθέρα κυτταρίνης δοκιμάστηκε.

(2) Δοκιμασμένο με τη μέθοδο περιστροφής. Το όργανο δοκιμής που χρησιμοποιείται σε αυτό το πείραμα είναι ένα ρεόμετρο υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης. Το υδατικό διάλυμα αιθέρα κυτταρίνης με συγκέντρωση 2% επιλέγεται και τοποθετείται σε τύμπανο για δοκιμή. Η τιμή θέρμανσης είναι 5℃/10 λεπτά, ο ρυθμός διάτμησης είναι 50 s-1 και ο χρόνος δοκιμής είναι 1 λεπτό. , Το εύρος θέρμανσης είναι 40～110℃.

(3) Δοκιμασμένο με μέθοδο κενού αέρος. Συνδέστε τους χρωματομετρικούς σωλήνες που περιέχουν το τζελ, ενεργοποιήστε την αντλία κενού και διαβάστε τη μέγιστη ένδειξη του μετρητή πίεσης όταν ο αέρας διαρρεύσει τη γέλη. Κάθε δείγμα χρησιμοποιείται τρεις φορές για να ληφθεί η μέση τιμή.

(4) Δοκιμή με μέθοδο θετικής πίεσης. Σύμφωνα με την αρχή της μεθόδου βαθμού κενού διαφυγής, έχουμε βελτιώσει αυτήν την πειραματική μέθοδο και υιοθετήσαμε τη μέθοδο της διάσπασης θετικής πίεσης. Συνδέστε τους χρωματομετρικούς σωλήνες που περιέχουν το πήκτωμα και χρησιμοποιήστε ένα σύστημα πρόσληψης πίεσης για να ελέγξετε την αντοχή του πηκτώματος αιθέρα κυτταρίνης. Η ποσότητα της γέλης που χρησιμοποιήθηκε στο πείραμα είναι 50 mL, η χωρητικότητα του χρωματομετρικού σωλήνα είναι 100 mL, η εσωτερική διάμετρος είναι 3 cm, η εσωτερική διάμετρος του κυκλικού σωλήνα που εισάγεται στο πήκτωμα είναι 1 cm και το βάθος εισαγωγής είναι 3 cm. Ανοίξτε αργά τον διακόπτη του κυλίνδρου αζώτου. Όταν τα εμφανιζόμενα δεδομένα πίεσης πέφτουν ξαφνικά και απότομα, λάβετε το υψηλότερο σημείο ως την τιμή αντοχής που απαιτείται για τη διάσπαση της γέλης. Κάθε δείγμα χρησιμοποιείται τρεις φορές για να ληφθεί η μέση τιμή.

2. Πειραματικά αποτελέσματα και συζήτηση

2.1 Η δυνατότητα εφαρμογής της μεθόδου παρατήρησης για τη δοκιμή της αντοχής του πηκτώματος του αιθέρα κυτταρίνης

Ως αποτέλεσμα της αξιολόγησης της αντοχής του πηκτώματος του αιθέρα κυτταρίνης με παρατήρηση, λαμβάνοντας ως παράδειγμα το διάλυμα αιθέρα κυτταρίνης με συγκέντρωση 0,02 g/mL, μπορεί να γίνει γνωστό ότι το επίπεδο αντοχής είναι Α όταν η θερμοκρασία είναι 65°C, και η αντοχή αρχίζει να αυξάνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 75℃, παρουσιάζει μια κατάσταση γέλης, ο βαθμός αντοχής αλλάζει από B σε D και όταν η θερμοκρασία αυξάνεται στους 120℃, ο βαθμός αντοχής γίνεται F. Μπορεί να φανεί ότι το αποτέλεσμα αξιολόγησης αυτής της μεθόδου αξιολόγησης δείχνει μόνο το επίπεδο αντοχής της γέλης, αλλά δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει τα δεδομένα για να εκφράσει την ειδική αντοχή της γέλης, δηλαδή είναι ποιοτικό αλλά όχι ποσοτικός. Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι η λειτουργία είναι απλή και διαισθητική, και η γέλη με την απαιτούμενη αντοχή μπορεί να κοσκινιστεί φθηνά με αυτή τη μέθοδο.

2.2 Εφαρμογή της μεθόδου περιστροφής για τη δοκιμή της αντοχής του πηκτώματος του αιθέρα κυτταρίνης

Όταν το διάλυμα θερμανθεί στους 80°C°C, το ιξώδες του διαλύματος είναι 61 mPa·s, τότε το ιξώδες αυξάνεται γρήγορα και φτάνει σε μέγιστη τιμή 46 790 mPa·s στα 100°C, και στη συνέχεια η ισχύς μειώνεται. Αυτό δεν συνάδει με το φαινόμενο που παρατηρήθηκε προηγουμένως ότι το ιξώδες του υδατικού διαλύματος αιθέρα υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης αρχίζει να αυξάνεται στους 65°C°Ο C και τα τζελ εμφανίζονται γύρω στο 75°C και η δύναμη συνεχίζει να αυξάνεται. Ο λόγος για αυτό το φαινόμενο είναι ότι το πήκτωμα σπάει λόγω της περιστροφής του ρότορα κατά τη δοκιμή της αντοχής του πηκτώματος του αιθέρα κυτταρίνης, με αποτέλεσμα λανθασμένα δεδομένα αντοχής γέλης στις επόμενες θερμοκρασίες. Επομένως, αυτή η μέθοδος δεν είναι κατάλληλη για την αξιολόγηση της αντοχής των πηκτωμάτων αιθέρα κυτταρίνης.

2.3 Εφαρμογή της μεθόδου κενού αέρος για τη δοκιμή της αντοχής του πηκτώματος του αιθέρα κυτταρίνης

Τα πειραματικά αποτελέσματα της αντοχής του πηκτώματος αιθέρα κυτταρίνης αξιολογήθηκαν με τη μέθοδο του κενού αέρος. Αυτή η μέθοδος δεν περιλαμβάνει την περιστροφή του ρότορα, επομένως μπορεί να αποφευχθεί το πρόβλημα της κολλοειδούς διάτμησης και θραύσης που προκαλείται από την περιστροφή του ρότορα. Από τα παραπάνω πειραματικά αποτελέσματα, μπορεί να φανεί ότι αυτή η μέθοδος μπορεί να δοκιμάσει ποσοτικά την αντοχή της γέλης. Όταν η θερμοκρασία είναι 100°C, η ισχύς της γέλης αιθέρα κυτταρίνης με συγκέντρωση 4% είναι μεγαλύτερη από 0,1 MPa (ο μέγιστος βαθμός κενού) και η αντοχή δεν μπορεί να μετρηθεί μεγαλύτερη από 0,1 MPa. Η αντοχή της γέλης, δηλαδή το ανώτερο όριο της αντοχής της γέλης που δοκιμάστηκε με αυτή τη μέθοδο είναι 0,1 MPa. Σε αυτό το πείραμα, η ισχύς της γέλης αιθέρα κυτταρίνης είναι μεγαλύτερη από 0,1 MPa, επομένως αυτή η μέθοδος δεν είναι κατάλληλη για την αξιολόγηση της αντοχής της γέλης αιθέρα κυτταρίνης.

2.4 Η δυνατότητα εφαρμογής της μεθόδου θετικής πίεσης για τη δοκιμή της αντοχής του πηκτώματος του αιθέρα κυτταρίνης

Η μέθοδος θετικής πίεσης χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση των πειραματικών αποτελεσμάτων της αντοχής του πηκτώματος αιθέρα κυτταρίνης. Μπορεί να φανεί ότι αυτή η μέθοδος μπορεί να δοκιμάσει ποσοτικά το πήκτωμα με αντοχή πάνω από 0,1 MPa. Το σύστημα απόκτησης δεδομένων που χρησιμοποιήθηκε στο πείραμα καθιστά τα πειραματικά αποτελέσματα πιο ακριβή από τα δεδομένα τεχνητής ανάγνωσης στη μέθοδο του βαθμού κενού.

3. Συμπέρασμα

Η αντοχή του πηκτώματος του αιθέρα κυτταρίνης παρουσίασε μια συνολική αυξητική τάση με την αύξηση της θερμοκρασίας. Η μέθοδος περιστροφής και η μέθοδος κενού αέρος δεν είναι κατάλληλες για τον προσδιορισμό της αντοχής της γέλης αιθέρα κυτταρίνης. Η μέθοδος παρατήρησης μπορεί να μετρήσει μόνο ποιοτικά την αντοχή της γέλης αιθέρα κυτταρίνης και η νέα μέθοδος θετικής πίεσης που προστέθηκε μπορεί να δοκιμάσει ποσοτικά την αντοχή της γέλης αιθέρα κυτταρίνης.