Целлюлоза эфирінің гель күшін анықтау әдісі

күшін өлшеу үшінцеллюлоза эфир гелі, мақалада целлюлоза эфирлі гель және желе тәрізді профильді бақылау агенттерінің гельдену механизмдері әртүрлі болғанымен, олар сыртқы түрі ұқсастығын пайдалана алады, яғни олар гельденгеннен кейін ағып кете алмайды. Жартылай қатты күйде жиі қолданылатын бақылау әдісі, целлюлоза эфирлі гельдің беріктігін бағалау үшін ротация әдісі және желе беріктігін бағалау үшін вакуумды серпіліс әдісі қолданылады және жаңа оң қысымды серпінді әдіс қосылады. Целлюлоза эфирі гелінің беріктігін анықтау үшін осы төрт әдістің қолданылуы тәжірибелер арқылы талданды. Нәтижелер көрсеткендей, бақылау әдісі целлюлоза эфирінің беріктігін тек сапалы түрде бағалай алады, айналдыру әдісі целлюлоза эфирінің беріктігін бағалауға жарамайды, вакуумдық әдіс тек күші 0,1 МПа төмен целлюлоза эфирінің беріктігін бағалай алады және жаңадан қосылған оң қысым Бұл әдіс целлюлоза эфир гелінің күшін сандық түрде бағалай алады.

Негізгі сөздер: желе; целлюлоза эфир гелі; күш; әдіс

0.Алғы сөз

Полимер желе негізіндегі профильді бақылау агенттері мұнай кәсіпшілігінің суын бітеу және профильді басқаруда кеңінен қолданылады. Дегенмен, соңғы жылдары температураға сезімтал және термиялық қайтымды гель целлюлоза эфирін қосу және басқару жүйесі бірте-бірте ауыр мұнай қабаттарындағы суды бітеу және профильді бақылау үшін зерттеу нүктесіне айналды. . Целлюлоза эфирінің гель күші қабаттың бітелуінің маңызды көрсеткіштерінің бірі болып табылады, бірақ оның беріктігін сынау әдісінің бірыңғай стандарты жоқ. Желдің беріктігін бағалаудың жиі қолданылатын әдістері, мысалы, бақылау әдісі – желе беріктігін сынаудың тікелей және үнемді әдісі, өлшенетін гель күші деңгейін бағалау үшін желе күші кодының кестесін пайдаланыңыз; айналу әдісі – Брукфилд вискозиметрі мен реометрі жиі қолданылатын құралдар, Брукфилд вискозиметрінің сынақ үлгісінің температурасы 90 градуспен шектелген.°C; серпінді вакуум әдісі – ауа гельді жарып өту үшін пайдаланылған кезде манометрдің максималды көрсеткіші гельдің беріктігін білдіреді. Желенің гельдік механизмі полимер ерітіндісіне кросс-байланыстырушы агент қосу болып табылады. Айқас байланыстырушы агент пен полимер тізбегі химиялық байланыстар арқылы кеңістіктік желі құрылымын құрайды, ал сұйық фаза оған оралған, осылайша бүкіл жүйе өтімділігін жоғалтады, содан кейін түрленеді Желе үшін бұл процесс қайтымды емес және химиялық өзгеріс болып табылады. Целлюлоза эфирінің гельдік механизмі төмен температурада целлюлоза эфирінің макромолекулалары сутектік байланыстар арқылы судың шағын молекулаларымен қоршалып, сулы ерітінді түзеді. Ерітінді температурасы жоғарылағанда сутектік байланыстар бұзылып, целлюлоза эфирінің ірі молекулалары Гидрофобты топтардың әрекеттесуінен молекулалардың қосылып гель түзетін күйі физикалық өзгеріс болып табылады. Екеуінің гельдену механизмі әртүрлі болғанымен, сыртқы түрі ұқсас күйге ие, яғни үш өлшемді кеңістікте қозғалмайтын жартылай қатты күй қалыптасады. Желе күшін бағалау әдісі целлюлоза эфир гелінің беріктігін бағалау үшін жарамды ма, барлау және эксперименталды тексеру қажет. Бұл жұмыста целлюлоза эфирінің гельдерінің беріктігін бағалау үшін үш дәстүрлі әдіс қолданылады: бақылау әдісі, айналу әдісі және серпінді вакуум әдісі және осы негізде оң қысымды серпінді әдіс қалыптасады.

1. Эксперименттік бөлім

1.1 Негізгі тәжірибелік жабдықтар мен аспаптар

Электр тұрақты температурадағы су ваннасы, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; жоғары температура және жоғары қысымды реометр, MARS-III, Германия HAAKE компаниясы; айналмалы су көп мақсатты вакуумдық сорғы, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; сенсор, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; қысымды алу жүйесі, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; колориметриялық түтік, 100 мл, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; жоғары температураға төзімді шыны бөтелке, 120 мл, Schott Glass Works, Германия; жоғары таза азот, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Эксперименттік үлгілер және дайындау

Гидроксипропил метилцеллюлоза эфирі, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; 2 г, 3 г және 4 г гидроксипропилметилцеллюлоза эфирін 50 мл ыстық суда 80 температурада ерітіңіз.℃, жақсылап араластырыңыз және 25 қосыңыз℃50 мл суық суда, үлгілер сәйкесінше 0,02 г/мл, 0,03 г/мл және 0,04 г/мл концентрациясы бар целлюлоза эфирінің ерітінділерін қалыптастыру үшін толығымен ерітілді.

1.3 Целлюлоза эфирі гелінің беріктігін сынаудың тәжірибелік әдісі

(1) Бақылау әдісімен сыналған. Тәжірибеде қолданылатын кең ауызды жоғары температураға төзімді шыны бөтелкелердің сыйымдылығы 120 мл, ал целлюлоза эфирінің ерітіндісінің көлемі 50 мл. 0,02г/мл, 0,03г/мл және 0,04г/мл концентрациялары бар дайындалған целлюлоза эфирінің ерітінділерін жоғары температураға төзімді шыны бөтелкеге ​​салып, оны әртүрлі температурада төңкеріп, гель күшінің кодына сәйкес жоғарыдағы үш түрлі концентрацияны салыстырыңыз. Целлюлоза эфирінің сулы ерітіндісінің гельдеу күші сыналған.

(2) Айналу әдісімен сыналған. Бұл тәжірибеде қолданылатын сынақ құралы жоғары температура мен жоғары қысымды реометр болып табылады. 2% концентрациясы бар целлюлоза эфирінің сулы ерітіндісі таңдалады және сынау үшін барабанға салынады. Жылыту жылдамдығы - 5℃/10 мин, ығысу жылдамдығы 50 с-1, ал сынақ уақыты 1 мин. , Жылыту диапазоны 40～110℃.

(3) Серпінді вакуум әдісімен сыналған. Құрамында гель бар колориметриялық түтіктерді жалғаңыз, вакуумдық сорғыны қосыңыз және ауа гель арқылы өткенде манометрдің максималды көрсеткішін оқыңыз. Әрбір үлгі орташа мәнді алу үшін үш рет жұмыс істейді.

(4) Оң қысым әдісімен сынау. Серпінді вакуумдық дәреже әдісі принципіне сәйкес біз бұл тәжірибелік әдісті жетілдірдік және оң қысымды серпіліс әдісін қабылдадық. Құрамында гель бар колориметриялық түтіктерді жалғаңыз және целлюлоза эфир гелінің беріктігін тексеру үшін қысымды қабылдау жүйесін пайдаланыңыз. Тәжірибеде қолданылатын гель мөлшері 50мл, колориметриялық түтіктің сыйымдылығы 100мл, ішкі диаметрі 3см, гельге енгізілген дөңгелек түтіктің ішкі диаметрі 1см, енгізу тереңдігі 3см. Азот цилиндрінің қосқышын баяу қосыңыз. Көрсетілген қысым деректері кенет және күрт төмендегенде, гельді жарып өту үшін қажетті күш мәні ретінде ең жоғары нүктені алыңыз. Әрбір үлгі орташа мәнді алу үшін үш рет жұмыс істейді.

2. Эксперимент нәтижелері және талқылау

2.1 Целлюлоза эфирінің гель беріктігін тексеру үшін бақылау әдісінің қолданылуы

Целлюлоза эфирінің гель беріктігін бақылау арқылы бағалау нәтижесінде, концентрациясы 0,02 г/мл целлюлоза эфирінің ерітіндісін мысалға алғанда, температура 65 болғанда беріктік деңгейі А болатынын білуге ​​болады.°C, және температура 75-ке жеткенде температура жоғарылаған сайын күш арта бастайды℃, ол гель күйін көрсетеді, беріктік дәрежесі В-дан D-ге өзгереді, ал температура 120-қа дейін көтерілгенде℃, беріктік дәрежесі F болады. Бұл бағалау әдісінің бағалау нәтижесі гельдің беріктік деңгейін ғана көрсететінін, бірақ гельдің нақты беріктігін білдіру үшін деректерді пайдалана алмайтынын көруге болады, яғни ол сапалы, бірақ емес. сандық. Бұл әдістің артықшылығы операция қарапайым және интуитивті болып табылады, ал қажетті күшке ие гельді осы әдіспен арзан скринингтен өткізуге болады.

2.2 Целлюлоза эфирінің гельдік беріктігін тексеру үшін айналдыру әдісінің қолданылуы

Ерітінді 80 градусқа дейін қыздырылған кезде°С, ерітіндінің тұтқырлығы 61 мПа·с, содан кейін тұтқырлық тез артып, 46 790 мПа ең жоғары мәнге жетеді.·100-де°C, содан кейін күш төмендейді. Бұл гидроксипропилметилцеллюлоза эфирінің сулы ерітіндісінің тұтқырлығы 65-тен жоғарылай бастайды деген бұрын байқалған құбылысқа сәйкес келмейді.°C, ал гельдер 75 шамасында пайда болады°C және күші артып келеді. Бұл құбылыстың себебі целлюлоза эфирінің гельдік беріктігін сынау кезінде ротордың айналуынан гель бұзылады, нәтижесінде кейінгі температураларда гель беріктігі туралы қате деректер пайда болады. Сондықтан бұл әдіс целлюлоза эфир гельдерінің беріктігін бағалауға жарамайды.

2.3 Целлюлоза эфирінің гельдік беріктігін тексеру үшін серпінді вакуумдық әдісті қолдану мүмкіндігі

Целлюлоза эфирі гельінің беріктігінің эксперименттік нәтижелері серпінді вакуум әдісімен бағаланды. Бұл әдіс ротордың айналуын қамтымайды, сондықтан ротордың айналуынан туындаған коллоидтық ығысу және үзу мәселесін болдырмауға болады. Жоғарыда келтірілген тәжірибе нәтижелерінен бұл әдіс гельдің беріктігін сандық түрде тексере алатынын көруге болады. Температура 100 болғанда°C, 4% концентрациясы бар целлюлоза эфир гелінің күші 0,1 МПа-дан жоғары (ең жоғары вакуумдық дәреже), ал беріктігін 0,1 МПа-дан жоғары өлшеу мүмкін емес. Гельдің беріктігі, яғни осы әдіспен тексерілген гель беріктігінің жоғарғы шегі 0,1 МПа. Бұл тәжірибеде целлюлоза эфир гелінің беріктігі 0,1 МПа-дан жоғары, сондықтан бұл әдіс целлюлоза эфир гелінің беріктігін бағалауға жарамайды.

2.4 Целлюлоза эфирінің гель беріктігін тексеру үшін оң қысым әдісінің қолданылуы

Целлюлоза эфирінің гельінің беріктігінің тәжірибелік нәтижелерін бағалау үшін оң қысым әдісі қолданылды. Бұл әдіс 0,1 МПа жоғары беріктігі бар гельді сандық түрде сынай алатынын көруге болады. Тәжірибеде қолданылатын деректерді жинау жүйесі эксперимент нәтижелерін вакуумдық дәреже әдісіндегі жасанды оқу деректеріне қарағанда дәлірек етеді.

3. Қорытынды

Целлюлоза эфирінің гель күші температураның жоғарылауымен жалпы өсу тенденциясын көрсетті. Айналу әдісі және серпінді вакуум әдісі целлюлоза эфир гелінің беріктігін анықтауға жарамайды. Бақылау әдісі целлюлоза эфир гелінің беріктігін тек сапалы түрде өлшей алады, ал жаңадан қосылған оң қысым әдісі целлюлоза эфир гелінің беріктігін сандық түрде тексере алады.