Método para la determinación de la resistencia al gel del éter de celulosa

Para medir la fuerza degel de éter de celulosa, el artículo presenta que, aunque los agentes de control de perfil con forma de éter de celulosa y los agentes de control de perfil de gelatina tienen diferentes mecanismos de gelificación, pueden usar la similitud en la apariencia, es decir, no pueden fluir después de la gelificación en el estado semisólido, el método de observación comúnmente utilizado, El método de rotación y el método de avance del vacío para evaluar la resistencia de la gelatina se utilizan para evaluar la resistencia del gel de éter de celulosa, y se agrega un nuevo método de avance de presión positiva. La aplicabilidad de estos cuatro métodos para la determinación de la resistencia al gel de éter de celulosa se analizó a través de experimentos. Los resultados muestran que el método de observación solo puede evaluar cualitativamente la resistencia del éter de celulosa, el método de rotación no es adecuado para evaluar la resistencia del éter de celulosa, el método de vacío solo puede evaluar la resistencia del éter de celulosa con una resistencia por debajo de 0.1 MPa y La presión positiva recientemente agregada Este método puede evaluar cuantitativamente la resistencia del gel de éter de celulosa.

Palabras clave: gelatina; gel de éter de celulosa; fortaleza; método

0.Prefacio

Los agentes de control de perfil a base de gelatina de polímeros se utilizan más ampliamente en el enchufo de agua en el campo de aceite y el control de perfil. Sin embargo, en los últimos años, el sistema de enchufación y control de éter de celulosa de gel de gel de gel térmicamente sensible a la temperatura y térmicamente reversible se ha convertido gradualmente en un punto de acceso de investigación para el enchufo de agua y el control de perfil en depósitos de aceite pesado. . La resistencia al gel del éter de celulosa es uno de los indicadores más importantes para el enchufo de formación, pero no existe un estándar uniforme para su método de prueba de resistencia. Métodos de uso común para evaluar la fuerza de la gelatina, como el método de observación, un método directo y económico para probar la fuerza de la gelatina, usar la tabla de código de fuerza de gelatina para juzgar el nivel de resistencia al gel a medir; Método de rotación: los instrumentos de uso común son el viscosímetro y el reómetro de Brookfield, la temperatura de la muestra de prueba de viscoscos de Brookfield está limitada dentro de los 90°DO; Método de vacío de avance: cuando el aire se usa para romper el gel, la lectura máxima del manómetro representa la resistencia del gel. El mecanismo gelificante de la gelatina es agregar un agente de reticulación a la solución de polímero. El agente de reticulación y la cadena de polímero están conectados por enlaces químicos para formar una estructura de red espacial, y la fase líquida está envuelta en ella, de modo que todo el sistema pierde fluidez y luego se transforma para la gelatina, este proceso no es reversible y es un cambio químico. El mecanismo de gel de éter de celulosa es que a baja temperatura, las macromoléculas de éter de celulosa están rodeadas por pequeñas moléculas de agua a través de enlaces de hidrógeno para formar una solución acuosa. A medida que aumenta la temperatura de la solución, se destruyen los enlaces de hidrógeno, y las grandes moléculas del éter de celulosa el estado en el que las moléculas se unen a través de la interacción de los grupos hidrofóbicos para formar un gel es un cambio físico. Aunque el mecanismo de gelificación de los dos es diferente, la apariencia tiene un estado similar, es decir, un estado semisólido inmóvil se forma en un espacio tridimensional. Si el método de evaluación de la fuerza de la gelatina es adecuado para evaluar la fuerza del gel de éter de celulosa necesita exploración y verificación experimental. En este artículo, se utilizan tres métodos tradicionales para evaluar la resistencia de los geles de éter de celulosa: método de observación, método de rotación y método de vacío de avance, y un método de avance de presión positivo se forma sobre esta base.

1. Parte experimental

1.1 Equipo e instrumentos experimentales principales

Baño de agua de temperatura constante eléctrica, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; Rehreómetro de alta temperatura y alta presión, Mars-III, Alemania Hake Company; Bomba de vacío multipropósito de agua circulante, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; Sensor, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; Sistema de adquisición de presión, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; Tubo colorimétrico, 100 ml, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; Botella de vidrio resistente a alta temperatura, 120 ml, Schott Glass Works, Alemania; Nitrógeno de alta pureza, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 muestras experimentales y preparación

Hydroxipropil metilcelulosa éter, 60RT400, Taian Ruitai Cellulosa Co., Ltd.; Disolver 2G, 3G y 4G de éter de hidroxipropilmetilcelulosa en 50 ml de agua caliente a 80℃, revuelva bien y agregue 25℃De 50 ml de agua fría, las muestras se disolvieron completamente para formar soluciones de éter de celulosa con concentraciones de 0.02 g/ml, 0.03g/ml y 0.04g/ml respectivamente.

1.3 Método experimental de prueba de resistencia al gel de éter de celulosa

(1) Probado por método de observación. La capacidad de las botellas de vidrio resistentes a la alta temperatura de boca ancha utilizadas en el experimento es de 120 ml, y el volumen de la solución de éter de celulosa es de 50 ml. Coloque las soluciones de éter de celulosa preparada con concentraciones de 0.02g/ml, 0.03g/ml y 0.04g/ml en una botella de vidrio resistente a la temperatura alta, invertirla a diferentes temperaturas y comparar las tres concentraciones anteriores según el código de resistencia al gel. Se probó la fuerza gelificada de la solución acuosa de éter de celulosa.

(2) Probado por el método de rotación. El instrumento de prueba utilizado en este experimento es un reómetro de alta temperatura y alta presión. La solución acuosa de éter de celulosa con una concentración del 2% se selecciona y se coloca en un tambor para la prueba. La tasa de calefacción es 5℃/10 min, la velocidad de corte es de 50 S-1, y el tiempo de prueba es de 1 min. , El rango de calefacción es 40～110℃.

(3) Probado por el método de vacío innovador. Conecte los tubos colorimétricos que contienen el gel, active la bomba de vacío y lea la lectura máxima del medidor de presión cuando el aire se rompe a través del gel. Cada muestra se opera tres veces para obtener el valor promedio.

(4) Prueba por método de presión positiva. Según el principio del método de grado de vacío de avance, hemos mejorado este método experimental y adoptamos el método de avance de la presión positiva. Conecte los tubos colorimétricos que contienen el gel y use un sistema de adquisición de presión para probar la resistencia del gel de éter de celulosa. La cantidad de gel utilizada en el experimento es de 50 ml, la capacidad del tubo colorimétrico es de 100 ml, el diámetro interno es de 3 cm, el diámetro interno del tubo circular insertado en el gel es de 1 cm y la profundidad de inserción es de 3 cm. Encienda lentamente el interruptor del cilindro de nitrógeno. Cuando los datos de presión mostrados caen repentina y bruscamente, tome el punto más alto como el valor de resistencia requerido para romper el gel. Cada muestra se opera tres veces para obtener el valor promedio.

2. Resultados y discusión experimentales

2.1 La aplicabilidad del método de observación para probar la resistencia del gel de la celulosa éter

Como resultado de la evaluación de la resistencia del gel de éter de celulosa por observación, tomando la solución de éter de celulosa con una concentración de 0.02 g/ml como ejemplo, se puede saber que el nivel de resistencia es cuando la temperatura es 65°C, y la resistencia comienza a aumentar a medida que aumenta la temperatura, cuando la temperatura alcanza 75℃, presenta un estado de gel, la calificación de fuerza cambia de B a D, y cuando la temperatura aumenta a 120℃, la calificación de fuerza se convierte en F. Se puede ver que el resultado de la evaluación de este método de evaluación solo muestra el nivel de fuerza del gel, pero no puede usar los datos para expresar la fuerza específica del gel, es decir, es cualitativo pero no cuantitativo. La ventaja de este método es que la operación es simple e intuitiva, y el gel con la fuerza requerida puede ser examinada a bajo precio por este método.

2.2 Aplicabilidad del método de rotación para probar la resistencia del gel de la celulosa éter

Cuando la solución se calienta a 80°C, la viscosidad de la solución es de 61 MPa·S, entonces la viscosidad aumenta rápidamente y alcanza un valor máximo de 46 790 MPa·s a los 100°C, y luego la fuerza disminuye. Esto es inconsistente con el fenómeno observado previamente que la viscosidad de la solución acuosa de éter de éter de hidroxipropil metilcelulosa comienza a aumentar a 65°C, y los geles aparecen alrededor de 75°C y la fuerza continúa aumentando. La razón de este fenómeno es que el gel se rompe debido a la rotación del rotor al probar la resistencia del gel de la éter de celulosa, lo que resulta en datos incorrectos de resistencia al gel a temperaturas posteriores. Por lo tanto, este método no es adecuado para evaluar la resistencia de los geles de éter de celulosa.

2.3 Aplicabilidad del método de vacío innovador para probar la resistencia del gel de la celulosa éter

Los resultados experimentales de la resistencia al gel de éter de celulosa se evaluaron mediante el método de vacío innovador. Este método no implica la rotación del rotor, por lo que se puede evitar el problema de la cizallamiento coloidal y la ruptura causada por la rotación del rotor. De los resultados experimentales anteriores, se puede ver que este método puede probar cuantitativamente la resistencia del gel. Cuando la temperatura es 100°C, la resistencia del gel de éter de celulosa con una concentración del 4% es mayor que 0.1 MPa (el grado máximo de vacío), y la resistencia no puede medirse superior a 0.1 MPa. La resistencia del gel, es decir, el límite superior de la resistencia al gel probado por este método es 0.1 MPa. En este experimento, la resistencia del gel de éter de celulosa es mayor que 0.1 MPa, por lo que este método no es adecuado para evaluar la resistencia del gel de éter de celulosa.

2.4 La aplicabilidad del método de presión positiva para probar la resistencia del gel de la celulosa éter

El método de presión positiva se utilizó para evaluar los resultados experimentales de la resistencia al gel de éter de celulosa. Se puede ver que este método puede probar cuantitativamente el gel con una resistencia por encima de 0.1 MPa. El sistema de adquisición de datos utilizado en el experimento hace que los resultados experimentales sean más precisos que los datos de lectura artificiales en el método de grado de vacío.

3. Conclusión

La resistencia al gel del éter de celulosa mostró una tendencia general en aumento con el aumento de la temperatura. El método de rotación y el método de vacío innovador no son adecuados para determinar la resistencia del gel de éter de celulosa. El método de observación solo puede medir cualitativamente la resistencia del gel de éter de celulosa, y el método de presión positiva recientemente agregada puede probar cuantitativamente la resistencia del gel de éter de celulosa.