Menetelmä selluloosaeetterin geelilujuuden määrittämiseksi

Voiman mittaamiseenselluloosaeetterigeeli, artikkelissa esitellään, että vaikka selluloosaeetterigeelillä ja hyytelömäisellä profiilin säätöaineilla on erilaiset geeliytymismekanismit, ne voivat hyödyntää ulkonäön samankaltaisuutta, eli ne eivät voi valua geeliytymisen jälkeen Puolikiinteässä tilassa yleisesti käytetty havaintomenetelmä, Selluloosaeetterigeelin lujuuden arvioinnissa käytetään rotaatiomenetelmää ja hyytelön lujuuden arvioimiseen tarkoitettua tyhjiöläpimurtomenetelmää ja uusi ylipaineläpimurtomenetelmä lisätään. Näiden neljän menetelmän soveltuvuutta selluloosaeetterigeelin vahvuuden määrittämiseen analysoitiin kokein. Tulokset osoittavat, että havaintomenetelmällä voidaan arvioida vain kvalitatiivisesti selluloosaeetterin lujuutta, rotaatiomenetelmä ei sovellu selluloosaeetterin lujuuden arvioimiseen, tyhjiömenetelmällä voidaan arvioida vain alle 0,1 MPa lujuuden selluloosaeetterin lujuutta, ja äskettäin lisätty ylipaine Tällä menetelmällä voidaan kvantitatiivisesti arvioida selluloosaeetterigeelin vahvuus.

Avainsanat: hyytelö; selluloosa eetteri geeli; vahvuus; menetelmä

0.Esipuhe

Polymeerihyytelöpohjaisia ​​profiilinsäätöaineita käytetään laajimmin öljykenttien veden tukkeutumiseen ja profiilien hallintaan. Viime vuosina lämpötilaherkästä ja termisesti palautuvasta geeliselluloosaeetteritulppa- ja -ohjausjärjestelmästä on kuitenkin vähitellen tullut tutkimuskeskus raskasöljysäiliöiden vesisulkemiseen ja profiilin hallintaan. . Selluloosaeetterin geelilujuus on yksi tärkeimmistä muodostumisen tukkeutumisen indikaattoreista, mutta sen lujuustestimenetelmälle ei ole yhtenäistä standardia. Yleisesti käytetyt menetelmät hyytelön vahvuuden arvioimiseksi, kuten havaintomenetelmä – suora ja taloudellinen menetelmä hyytelön vahvuuden testaamiseen, käyttävät hyytelön vahvuuskooditaulukkoa arvioidaksesi mitattavan geelin vahvuuden; rotaatiomenetelmä – yleisesti käytetyt instrumentit ovat Brookfield-viskosimetri ja reometri, Brookfield-viskosimetrin testinäytteen lämpötila on rajoitettu 90 asteeseen°C; läpimurtotyhjiömenetelmä – kun ilmaa käytetään murtautumaan geelin läpi, painemittarin maksimilukema edustaa geelin vahvuutta. Hyytelön geeliytymismekanismi on lisätä silloitusainetta polymeeriliuokseen. Silloitusaine ja polymeeriketju yhdistetään kemiallisilla sidoksilla muodostaen avaruudellisen verkostorakenteen, ja nestefaasi kääritään siihen niin, että koko järjestelmä menettää juoksevuuden ja sitten muuttuu. Hyytelössä tämä prosessi ei ole palautuva on kemiallinen muutos. Selluloosaeetterin geelimekanismi on se, että alhaisessa lämpötilassa selluloosaeetterin makromolekyylejä ympäröivät pienet vesimolekyylit vetysidosten kautta vesiliuoksen muodostamiseksi. Liuoksen lämpötilan noustessa vetysidokset tuhoutuvat ja suuret selluloosaeetterin molekyylit Tila, jossa molekyylit yhdistyvät hydrofobisten ryhmien vuorovaikutuksen kautta muodostaen geelin, on fysikaalinen muutos. Vaikka näiden kahden geeliytymismekanismi on erilainen, ulkonäöllä on samanlainen tila, eli kolmiulotteiseen tilaan muodostuu liikkumaton puolikiinteä tila. Se, soveltuuko hyytelön vahvuuden arviointimenetelmä selluloosaeetterigeelin lujuuden arviointiin, vaatii selvitystä ja kokeellista todentamista. Tässä artikkelissa selluloosaeetterigeelien lujuuden arvioinnissa käytetään kolmea perinteistä menetelmää: havaintomenetelmää, rotaatiomenetelmää ja läpimurtotyhjiömenetelmää, ja näiden pohjalta muodostetaan ylipaineläpäisymenetelmä.

1. Kokeellinen osa

1.1 Tärkeimmät kokeelliset laitteet ja instrumentit

Sähköinen vakiolämpötilainen vesihaude, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co, Ltd; korkean lämpötilan ja korkean paineen reometri, MARS-III, Saksa HAAKE yritys; kiertovesi monikäyttöinen tyhjiöpumppu, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co, Ltd; anturi, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; paineen hankintajärjestelmä, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co, Ltd; kolorimetrinen putki, 100 ml, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; korkeaa lämpötilaa kestävä lasipullo, 120 ml, Schott Glass Works, Saksa; erittäin puhdas typpi, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Koenäytteet ja valmistelu

Hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteri, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; liuotetaan 2 g, 3 g ja 4 g hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteriä 50 ml:aan kuumaa vettä 80 °C:ssa℃, sekoita hyvin ja lisää 25℃50 ml kylmää vettä, näytteet liukenevat täysin muodostaen selluloosaeetteriliuoksia, joiden pitoisuudet olivat vastaavasti 0,02 g/ml, 0,03 g/ml ja 0,04 g/ml.

1.3 Selluloosaeetterigeelin lujuustestin kokeellinen menetelmä

(1) Testattu havaintomenetelmällä. Kokeessa käytettyjen leveäsuisten korkeita lämpötiloja kestävien lasipullojen tilavuus on 120 ml ja selluloosaeetteriliuoksen tilavuus on 50 ml. Laita valmistetut selluloosaeetteriliuokset pitoisuuksilla 0,02 g/ml, 0,03 g/ml ja 0,04 g/ml korkean lämpötilan kestävään lasipulloon, käännä se ylösalaisin eri lämpötiloissa ja vertaa yllä olevia kolmea eri pitoisuutta geelin vahvuuskoodin mukaan. Selluloosaeetterin vesiliuoksen geeliytymislujuus testattiin.

(2) Testattu rotaatiomenetelmällä. Tässä kokeessa käytetty testilaite on korkean lämpötilan ja korkean paineen reometri. Selluloosaeetterin vesiliuos, jonka pitoisuus on 2 %, valitaan ja laitetaan rumpuun testausta varten. Lämmitysnopeus on 5℃/10 min, leikkausnopeus on 50 s-1 ja testiaika 1 min. , Lämmitysalue on 40～110℃.

(3) Testattu läpimurtotyhjiömenetelmällä. Liitä geeliä sisältävät kolorimetriset putket, käynnistä tyhjiöpumppu ja lue painemittarin maksimilukema, kun ilma murtuu geelin läpi. Jokaista näytettä käytetään kolme kertaa keskiarvon saamiseksi.

(4) Testi ylipainemenetelmällä. Läpimurtotyhjiöastemenetelmän periaatteen mukaisesti olemme parantaneet tätä kokeellista menetelmää ja omaksuneet positiivisen paineen läpimurtomenetelmän. Yhdistä geeliä sisältävät kolorimetriset putket ja testaa selluloosaeetterigeelin lujuus paineenkeräysjärjestelmällä. Kokeessa käytetty geelimäärä on 50 ml, kolorimetrisen putken tilavuus on 100 ml, sisähalkaisija on 3 cm, geeliin työnnetyn pyöreän putken sisähalkaisija on 1 cm ja sisäänvientisyvyys 3 cm. Käännä hitaasti typpisylinterin kytkin päälle. Kun näytettävät painetiedot laskevat äkillisesti ja jyrkästi, ota korkein piste lujuusarvoksi, joka tarvitaan geelin läpimurtamiseen. Jokaista näytettä käytetään kolme kertaa keskiarvon saamiseksi.

2. Kokeiden tulokset ja keskustelu

2.1 Tarkkailumenetelmän soveltuvuus selluloosaeetterin geelin lujuuden testaamiseen

Selluloosaeetterin geelin vahvuuden havainnolla arvioinnin tuloksena, ottamalla esimerkkinä selluloosaeetteriliuos, jonka pitoisuus on 0,02 g/ml, voidaan tietää, että vahvuus on A lämpötilan ollessa 65 °C.°C, ja lujuus alkaa kasvaa lämpötilan noustessa, kun lämpötila saavuttaa 75 astetta℃, se on geelimäinen, lujuusaste muuttuu B:stä D:hen ja kun lämpötila nousee 120 asteeseen℃, lujuusasteeksi tulee F. Voidaan nähdä, että tämän arviointimenetelmän arviointitulos näyttää vain geelin lujuustason, mutta ei voi käyttää dataa ilmaisemaan geelin ominaislujuutta, eli se on kvalitatiivinen, mutta ei määrällinen. Tämän menetelmän etuna on se, että toiminta on yksinkertainen ja intuitiivinen, ja vaaditun vahvuuden omaava geeli voidaan seuloa edullisesti tällä menetelmällä.

2.2 Rotaatiomenetelmän soveltuvuus selluloosaeetterin geelilujuuden testaamiseen

Kun liuos kuumennetaan 80 °C:seen°C, liuoksen viskositeetti on 61 mPa·s, viskositeetti kasvaa nopeasti ja saavuttaa maksimiarvon 46 790 mPa·s 100°C, ja sitten vahvuus laskee. Tämä on ristiriidassa aiemmin havaitun ilmiön kanssa, että hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetterin vesiliuoksen viskositeetti alkaa nousta 65 °C:ssa°C, ja geelit ilmestyvät noin 75:ssä°C ja voima jatkaa kasvuaan. Syynä tähän ilmiöön on se, että geeli rikkoutuu roottorin pyörimisen vuoksi testattaessa selluloosaeetterin geelin lujuutta, mikä johtaa vääriin tietoihin geelin vahvuudesta seuraavissa lämpötiloissa. Siksi tämä menetelmä ei sovellu selluloosaeetterigeelien lujuuden arvioimiseen.

2.3 Läpimurtotyhjiömenetelmän soveltuvuus selluloosaeetterin geelilujuuden testaamiseen

Selluloosaeetterigeelin lujuuden kokeelliset tulokset arvioitiin läpimurtotyhjiömenetelmällä. Tämä menetelmä ei sisällä roottorin pyörimistä, joten roottorin pyörimisen aiheuttama kolloidinen leikkaus ja murtuminen voidaan välttää. Yllä olevista koetuloksista voidaan nähdä, että tällä menetelmällä voidaan kvantitatiivisesti testata geelin lujuus. Kun lämpötila on 100°C, selluloosaeetterigeelin lujuus, jonka pitoisuus on 4 %, on suurempi kuin 0,1 MPa (maksimi tyhjiöaste), eikä lujuutta voida mitata yli 0,1 MPa. Geelin lujuus eli tällä menetelmällä testatun geelin lujuuden yläraja on 0,1 MPa. Tässä kokeessa selluloosaeetterigeelin lujuus on suurempi kuin 0,1 MPa, joten tämä menetelmä ei sovellu selluloosaeetterigeelin lujuuden arvioimiseen.

2.4 Ylipainemenetelmän soveltuvuus selluloosaeetterin geelin lujuuden testaamiseen

Selluloosaeetterigeelin lujuuden kokeellisten tulosten arvioimiseen käytettiin ylipainemenetelmää. Voidaan nähdä, että tällä menetelmällä voidaan kvantitatiivisesti testata geeliä, jonka vahvuus on yli 0,1 MPa. Kokeessa käytetty tiedonkeruujärjestelmä tekee koetuloksista tarkempia kuin tyhjiöastemenetelmän keinotekoinen lukudata.

3. Johtopäätös

Selluloosaeetterin geelilujuus osoitti yleistä nousevaa trendiä lämpötilan noustessa. Rotaatiomenetelmä ja läpimurtotyhjiömenetelmä eivät sovellu selluloosaeetterigeelin lujuuden määrittämiseen. Havaintomenetelmällä voidaan mitata vain kvalitatiivisesti selluloosaeetterigeelin lujuutta ja äskettäin lisätyllä ylipainemenetelmällä voidaan testata kvantitatiivisesti selluloosaeetterigeelin lujuus.