ການສັງເຄາະແລະຄຸນສົມບັດທາງ rheological ຂອງ Hydroxyethyl Cellulose Ether

ໃນທີ່ປະທັບຂອງ catalyst alkali ທີ່ເຮັດດ້ວຍຕົນເອງ, hydroxyethyl ອຸດສາຫະກໍາ cellulose ຖືກປະຕິກິລິຍາດ້ວຍ N-(2,3-epoxypropyl)trimethylammonium chloride (GTA) cationization reagent ເພື່ອກະກຽມການທົດແທນ ammonium quaternary ສູງໂດຍວິທີການແຫ້ງຂອງເກືອປະເພດ Hydroxyethyl cellulose ether (HEC). ຜົນກະທົບຂອງອັດຕາສ່ວນຂອງ GTA ກັບ hydroxyethyl cellulose (HEC), ອັດຕາສ່ວນຂອງ NaOH ກັບ HEC, ອຸນຫະພູມຕິກິຣິຍາ, ແລະເວລາຕິກິຣິຍາກ່ຽວກັບປະສິດທິພາບຂອງຕິກິຣິຍາໄດ້ຖືກສືບສວນດ້ວຍແຜນການທົດລອງທີ່ເປັນເອກະພາບ, ແລະເງື່ອນໄຂຂະບວນການທີ່ດີທີ່ສຸດໄດ້ຮັບໂດຍຜ່ານການ Monte. ການຈຳລອງ Carlo. ແລະປະສິດທິພາບຕິກິຣິຍາຂອງ cationic etherification reagent ບັນລຸ 95% ໂດຍຜ່ານການກວດສອບການທົດລອງ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ຄຸນສົມບັດ rheological ຂອງມັນໄດ້ຖືກປຶກສາຫາລື. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການແກ້ໄຂຂອງHEC ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນລັກສະນະຂອງນ້ໍາທີ່ບໍ່ແມ່ນ Newtonian, ແລະຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງມັນເພີ່ມຂຶ້ນດ້ວຍການເພີ່ມຂື້ນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງການແກ້ໄຂ; ໃນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນທີ່ແນ່ນອນຂອງການແກ້ໄຂເກືອ, ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງHEC ຫຼຸດລົງດ້ວຍການເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເກືອ. ພາຍໃຕ້ອັດຕາ shear ດຽວກັນ, ຄວາມຫນືດປາກົດຂື້ນຂອງHEC ໃນລະບົບການແກ້ໄຂ CaCl2 ແມ່ນສູງກວ່າHEC ໃນ​ລະ​ບົບ​ການ​ແກ້​ໄຂ NaCl​.

ຄໍາສໍາຄັນ:Hydroxyethylcellulose ether; ຂະບວນການແຫ້ງ; ຄຸນສົມບັດ rheological

Cellulose ມີລັກສະນະຂອງແຫຼ່ງອຸດົມສົມບູນ, biodegradability, biocompatibility ແລະ derivatization ງ່າຍ, ແລະເປັນຈຸດສຸມການຄົ້ນຄວ້າໃນຫຼາຍຂົງເຂດ. cellulose cationic ແມ່ນຕົວແທນທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດຂອງ cellulose derivatives. ໃນບັນດາໂພລີເມີຊີຊີຕິກສໍາລັບຜະລິດຕະພັນປ້ອງກັນສ່ວນບຸກຄົນທີ່ລົງທະບຽນໂດຍ CTFA ຂອງສະມາຄົມອຸດສາຫະກໍາເຄື່ອງຫອມ, ການບໍລິໂພກຂອງມັນແມ່ນຄັ້ງທໍາອິດ. ມັນສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນສານເຕີມແຕ່ງເຄື່ອງປັບຜົມ, softeners, ເຈາະ shale hydration inhibitors ແລະສານຕ້ານການ coagulation ເລືອດແລະຂົງເຂດອື່ນໆ.

ໃນປັດຈຸບັນ, ວິທີການກະກຽມຂອງ quaternary ammonium cationic hydroxyethyl cellulose ether ແມ່ນວິທີການລະລາຍ, ເຊິ່ງຕ້ອງການສານລະລາຍອິນຊີທີ່ມີລາຄາແພງຫຼາຍ, ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫຼາຍ, ບໍ່ປອດໄພ, ແລະເຮັດໃຫ້ເກີດມົນລະພິດຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບວິທີການລະລາຍ, ວິທີການແຫ້ງມີຂໍ້ດີທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງຂະບວນການງ່າຍດາຍ, ປະສິດທິພາບຕິກິຣິຍາສູງ, ແລະມົນລະພິດສິ່ງແວດລ້ອມຫນ້ອຍ. ໃນເອກະສານນີ້, cationic cellulose ether ໄດ້ຖືກສັງເຄາະໂດຍວິທີການແຫ້ງແລະພຶດຕິກໍາ rheological ຂອງມັນໄດ້ຖືກສຶກສາ.

1. ພາກສ່ວນທົດລອງ

1.1 ວັດສະດຸ ແລະທາດປະສົມ

Hydroxyethyl cellulose (ຜະລິດຕະພັນອຸດສາຫະກໍາ HEC, ລະດັບການທົດແທນໂມເລກຸນ DS ແມ່ນ 1.8 ~ 2.0); cationization reagent N-(2,3-epoxypropyl)trimethylammonium chloride (GTA), ການກະກຽມຈາກ epoxy chloride Propane ແລະ trimethylamine ແມ່ນເຮັດດ້ວຍຕົນເອງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສະເພາະໃດຫນຶ່ງ; catalyst alkali ທີ່ເຮັດດ້ວຍຕົວເອງ; ເອທານອນ ແລະອາຊິດ acetic glacial ແມ່ນບໍລິສຸດການວິເຄາະ; NaCl, KCl, CaCl2, ແລະ AlCl3 ແມ່ນສານເຄມີທີ່ບໍລິສຸດ.

1.2 ການ​ກະ​ກຽມ​ຂອງ quaternary ammonium cationic cellulose​

ຕື່ມ 5g ຂອງ hydroxyethyl cellulose ແລະຈໍານວນທີ່ເຫມາະສົມຂອງທາດເລັ່ງລັດ alkali homemade ເຂົ້າໄປໃນກະບອກເຫຼັກກ້າກະບອກທີ່ມີ stirrer, ແລະ stir ສໍາລັບ 20 ນາທີຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ; ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ເພີ່ມຈໍານວນທີ່ແນ່ນອນຂອງ GTA, ສືບຕໍ່ stirring ສໍາລັບ 30 ນາທີໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ແລະ react ໃນອຸນຫະພູມສະເພາະໃດຫນຶ່ງແລະເວລາ, ຜະລິດຕະພັນ crude ແຂງໂດຍພື້ນຖານແມ່ນໄດ້ຮັບ. ຜະລິດຕະພັນດິບແມ່ນແຊ່ນ້ໍາໃນການແກ້ໄຂເອທານອນທີ່ມີຈໍານວນທີ່ເຫມາະສົມຂອງອາຊິດອາຊິດ, ການກັ່ນຕອງ, ລ້າງ, ແລະແຫ້ງແລ້ງເພື່ອໃຫ້ໄດ້ quaternary ammonium cationic cellulose.

1.3 ການກໍານົດສ່ວນຫນຶ່ງຂອງມະຫາຊົນໄນໂຕຣເຈນຂອງ quaternary ammonium cationic hydroxyethyl cellulose

ອັດຕາສ່ວນມະຫາຊົນຂອງໄນໂຕຣເຈນຢູ່ໃນຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກກໍານົດໂດຍວິທີການ Kjeldahl.

2. ການທົດລອງການອອກແບບແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການສັງເຄາະແຫ້ງ

ວິທີການອອກແບບເອກະພາບໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການອອກແບບການທົດລອງ, ແລະຜົນກະທົບຂອງອັດຕາສ່ວນຂອງ GTA ກັບ hydroxyethyl cellulose (HEC), ອັດຕາສ່ວນຂອງ NaOH ກັບ HEC, ອຸນຫະພູມຕິກິຣິຍາແລະເວລາປະຕິກິລິຢາປະສິດທິພາບຂອງຕິກິຣິຍາໄດ້ຖືກສືບສວນ.

3. ການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດ rheological

3.1 ອິດທິພົນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນແລະຄວາມໄວການຫມຸນ

ເອົາຜົນກະທົບຂອງອັດຕາການຂັດຕໍ່ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງHEC ໃນ​ຕົວ​ຢ່າງ​ທີ່​ແຕກ​ຕ່າງ​ກັນ Ds = 0.11, ມັນ​ສາ​ມາດ​ເຫັນ​ໄດ້​ວ່າ​ເປັນ​ລະ​ດັບ​ການ​ຕັດ​ຄ່ອຍໆ​ເພີ່ມ​ຂຶ້ນ​ຈາກ 0.05 ຫາ 0.5 s-1, ຄວາມ​ຫນືດ​ທີ່​ຈະ​ແຈ້ງ​ຂອງHEC ການແກ້ໄຂຫຼຸດລົງ, ໂດຍສະເພາະຢູ່ທີ່ 0.05 ~ 0.5s-1 ຄວາມຫນືດທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຫຼຸດລົງຈາກ 160MPa.·s ເຖິງ 40MPa·s, shear thinning, ຊີ້ບອກວ່າການHEC ການແກ້ໄຂທີ່ມີນ້ໍາສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດ rheological ທີ່ບໍ່ແມ່ນ Newtonian. ຜົນ​ກະ​ທົບ​ຂອງ​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ shear ທີ່​ນໍາ​ໃຊ້​ແມ່ນ​ເພື່ອ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ຜົນ​ບັງ​ຄັບ​ໃຊ້​ການ​ພົວ​ພັນ​ລະ​ຫວ່າງ particles ຂອງ​ໄລ​ຍະ​ກະ​ຈາຍ​ໄດ້​. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສະເພາະໃດຫນຶ່ງ, ແຮງດັນຫຼາຍ, ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຫຼາຍ.

ມັນຍັງສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກ viscosities ປາກົດຂື້ນຂອງ 3% ແລະ 4%HEC ການແກ້ໄຂ aqueous ທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງມະຫາຊົນແມ່ນຕາມລໍາດັບ 3% ແລະ 4% ໃນອັດຕາ shear ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ຄວາມຫນືດທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຂອງການແກ້ໄຂຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມສາມາດໃນການເພີ່ມຄວາມຫນືດຂອງມັນເພີ່ມຂຶ້ນກັບຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນ. ເຫດຜົນແມ່ນຍ້ອນວ່າຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນເພີ່ມຂຶ້ນໃນລະບົບການແກ້ໄຂ, ການ repulsion ເຊິ່ງກັນແລະກັນລະຫວ່າງໂມເລກຸນຂອງລະບົບຕ່ອງໂສ້ຕົ້ນຕໍຂອງ.HEC ແລະລະຫວ່າງຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະຄວາມຫນືດທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນເພີ່ມຂຶ້ນ.

3.2 ຜົນກະທົບຂອງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງເກືອເພີ່ມ

ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງHEC ໄດ້ຖືກສ້ອມແຊມຢູ່ທີ່ 3%, ແລະຜົນກະທົບຂອງການເພີ່ມເກືອ NaCl ກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດຄວາມຫນືດຂອງການແກ້ໄຂໄດ້ຖືກສືບສວນໃນອັດຕາ shear ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄວາມຫນືດທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຫຼຸດລົງດ້ວຍການເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເກືອທີ່ເພີ່ມ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະກົດການ polyelectrolyte ຢ່າງຊັດເຈນ. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າສ່ວນຫນຶ່ງຂອງ Na+ ໃນການແກ້ໄຂເກືອຖືກຜູກມັດກັບ anion ຂອງHEC ຕ່ອງໂສ້ຂ້າງ. ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງການແກ້ໄຂເກືອຫຼາຍຂື້ນ, ລະດັບຂອງການເປັນກາງຫຼືການປ້ອງກັນ polyion ດ້ວຍການຕ້ານການ, ແລະການຫຼຸດຜ່ອນການ repulsion electrostatic, ຜົນອອກມາໃນການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງ polyion ໄດ້. , ລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີຫຼຸດລົງແລະ curls, ແລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນທີ່ປາກົດຂື້ນຫຼຸດລົງ.

3.3 ຜົນກະທົບຂອງເກືອເພີ່ມທີ່ແຕກຕ່າງກັນກ່ຽວກັບ

ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກອິດທິພົນຂອງສອງເກືອທີ່ເພີ່ມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, Nacl ແລະ CaCl2, ກ່ຽວກັບຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງທາດປະສົມ.HEC ການແກ້ໄຂທີ່ຄວາມຫນືດປາກົດຂື້ນຫຼຸດລົງດ້ວຍການເພີ່ມເກືອທີ່ເພີ່ມ, ແລະໃນອັດຕາ shear ດຽວກັນ, ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງທາດປະສົມ.HEC ການແກ້ໄຂໃນລະບົບການແກ້ໄຂ CaCl2 ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນແມ່ນສູງກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍHEC ການແກ້ໄຂໃນລະບົບການແກ້ໄຂ NaCl. ເຫດຜົນແມ່ນວ່າເກືອທາດການຊຽມເປັນ ion divalent, ແລະມັນງ່າຍຕໍ່ການຜູກມັດໃນ Cl- ຂອງຕ່ອງໂສ້ຂ້າງ polyelectrolyte. ການປະສົມປະສານຂອງກຸ່ມ ammonium quaternary ສຸດHEC ກັບ Cl- ແມ່ນຫຼຸດລົງ, ແລະ shielding ແມ່ນຫນ້ອຍ, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີແມ່ນສູງຂຶ້ນ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ repulsion electrostatic ໃນຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີມີຂະຫນາດໃຫຍ່, ແລະຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີແມ່ນ stretched, ດັ່ງນັ້ນຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນແມ່ນສູງກວ່າ.

4. ບົດສະຫຼຸບ

ການກະກຽມແຫ້ງຂອງ cellulose cationic ທົດແທນສູງແມ່ນວິທີການກະກຽມທີ່ເຫມາະສົມກັບການດໍາເນີນງານງ່າຍດາຍ, ປະສິດທິພາບຕິກິຣິຍາສູງ, ແລະມົນລະພິດຫນ້ອຍ, ແລະສາມາດຫຼີກເວັ້ນການບໍລິໂພກພະລັງງານສູງ, ມົນລະພິດສິ່ງແວດລ້ອມ, ແລະສານພິດທີ່ເກີດຈາກການນໍາໃຊ້ຂອງ solvents.

ການແກ້ໄຂຂອງ cationic cellulose ether ນໍາສະເຫນີລັກສະນະຂອງນ້ໍາທີ່ບໍ່ແມ່ນ Newtonian ແລະມີລັກສະນະຂອງ shear thinning; ເມື່ອຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງການແກ້ໄຂເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງມັນເພີ່ມຂຶ້ນ; ໃນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນທີ່ແນ່ນອນຂອງການແກ້ໄຂເກືອ,HEC ຄວາມຫນືດທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນເພີ່ມຂຶ້ນດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນແລະຫຼຸດລົງ. ພາຍໃຕ້ອັດຕາ shear ດຽວກັນ, ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງHEC ໃນລະບົບການແກ້ໄຂ CaCl2 ແມ່ນສູງກວ່າHEC ໃນ​ລະ​ບົບ​ການ​ແກ້​ໄຂ NaCl​.