Celulozes ētera gēla stiprības noteikšanas metode

Lai izmērītu spēkucelulozes ētera gēls, raksts iepazīstina ar to, ka, lai gan celulozes ētera gēla un želejveida profila kontroles aģentiem ir atšķirīgi želejas mehānismi, tie var izmantot līdzību pēc izskata, tas ir, tie nevar plūst pēc želejas Puscietā stāvoklī parasti izmanto novērošanas metodi, Celulozes ētera gēla stiprības novērtēšanai tiek izmantota rotācijas metode un vakuuma izrāviena metode želejas stiprības novērtēšanai, kā arī tiek pievienota jauna pozitīva spiediena izrāviena metode. Šo četru metožu pielietojamība celulozes ētera gēla stiprības noteikšanai tika analizēta, izmantojot eksperimentus. Rezultāti liecina, ka novērošanas metode var tikai kvalitatīvi novērtēt celulozes ētera stiprumu, rotācijas metode nav piemērota celulozes ētera stiprības novērtēšanai, vakuuma metode var novērtēt tikai celulozes ētera stiprumu, kura stiprums ir mazāks par 0,1 MPa, un tikko pievienotais pozitīvais spiediens Ar šo metodi var kvantitatīvi novērtēt celulozes ētera gēla stiprumu.

Atslēgas vārdi: želeja; celulozes ētera želeja; spēks; metodi

0.Priekšvārds

Polimēru želejas bāzes profila kontroles līdzekļi tiek visplašāk izmantoti naftas atradņu ūdens aizsprostošanā un profila kontrolē. Tomēr pēdējos gados temperatūras jutīgā un termiski atgriezeniskā gēla celulozes ētera aizbāžņu un vadības sistēma pakāpeniski ir kļuvusi par pētniecības karsto punktu ūdens aizsprostošanai un profila kontrolei smago naftas rezervuāros. . Celulozes ētera gēla stiprums ir viens no svarīgākajiem rādītājiem veidošanās aizsprostošanai, taču nav vienota standarta tā stiprības pārbaudes metodei. Plaši izmantotās želejas stipruma novērtēšanas metodes, piemēram, novērošanas metode – tieša un ekonomiska želejas stipruma pārbaudes metode, izmanto želejas stipruma kodu tabulu, lai spriestu par mērāmo želejas stipruma līmeni; rotācijas metode – parasti izmantotie instrumenti ir Brukfīlda viskozimetrs un reometrs, Brukfīlda viskozimetra testa parauga temperatūra ir ierobežota 90°C; izrāviena vakuuma metode – kad gaiss tiek izmantots, lai izlauztos cauri želejai, manometra maksimālais rādījums atspoguļo gēla stiprumu. Želejas želejas mehānisms ir pievienot polimēra šķīdumam šķērssaistīšanas līdzekli. Šķērssaistīšanas aģents un polimēra ķēde ir savienoti ar ķīmiskām saitēm, veidojot telpisku tīkla struktūru, un šķidrā fāze tiek ietīta tajā tā, ka visa sistēma zaudē plūstamību un pēc tam pārveidojas. Želejā šis process nav atgriezenisks un ir ķīmiskas izmaiņas. Celulozes ētera gēla mehānisms ir tāds, ka zemā temperatūrā celulozes ētera makromolekulas caur ūdeņraža saitēm ieskauj mazas ūdens molekulas, veidojot ūdens šķīdumu. Šķīduma temperatūrai paaugstinoties, ūdeņraža saites tiek iznīcinātas, un lielās celulozes ētera molekulas Stāvoklis, kurā molekulas, mijiedarbojoties hidrofobām grupām, veido želeju, ir fiziskas izmaiņas. Lai gan abu želejas mehānisms ir atšķirīgs, izskatam ir līdzīgs stāvoklis, tas ir, trīsdimensiju telpā veidojas nekustīgs pusciets stāvoklis. Nepieciešama izpēte un eksperimentāla pārbaude, vai želejas stipruma novērtēšanas metode ir piemērota celulozes ētera gēla stipruma novērtēšanai. Šajā rakstā celulozes ētera gēlu stiprības novērtēšanai tiek izmantotas trīs tradicionālās metodes: novērošanas metode, rotācijas metode un caurplūdes vakuuma metode, un uz tās pamata tiek veidota pozitīva spiediena izrāviena metode.

1. Eksperimentālā daļa

1.1. Galvenās eksperimentālās iekārtas un instrumenti

Elektriskā nemainīgas temperatūras ūdens vanna, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; augstas temperatūras un augstspiediena reometrs, MARS-III, Vācija HAAKE uzņēmums; cirkulācijas ūdens daudzfunkcionāls vakuumsūknis, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; sensors, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; spiediena iegūšanas sistēma, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; kolorimetriskā caurule, 100 ml, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; augstas temperatūras izturīga stikla pudele, 120 ml, Schott Glass Works, Vācija; augstas tīrības pakāpes slāpeklis, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2. Eksperimentālie paraugi un sagatavošana

Hidroksipropilmetilcelulozes ēteris, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; izšķīdina 2 g, 3 g un 4 g hidroksipropilmetilcelulozes ētera 50 ml karsta ūdens 80 ° C temperatūrā℃, labi samaisiet un pievienojiet 25℃50 ml auksta ūdens, paraugi tika pilnībā izšķīdināti, veidojot celulozes ētera šķīdumus ar koncentrāciju attiecīgi 0,02 g/ml, 0,03 g/mL un 0,04 g/ml.

1.3. Celulozes ētera gēla stiprības testa eksperimentālā metode

(1) Pārbaudīts ar novērošanas metodi. Eksperimentā izmantoto platmutes augstas temperatūras izturīga stikla pudeles tilpums ir 120 ml, bet celulozes ētera šķīduma tilpums ir 50 ml. Ielieciet sagatavotos celulozes ētera šķīdumus ar koncentrāciju 0,02 g/mL, 0,03 g/mL un 0,04 g/mL augstas temperatūras izturīga stikla pudelē, apgrieziet to dažādās temperatūrās un salīdziniet iepriekš minētās trīs dažādās koncentrācijas atbilstoši gēla stipruma kodam. Tika pārbaudīta celulozes ētera ūdens šķīduma želejas stiprums.

(2) Pārbaudīts ar rotācijas metodi. Šajā eksperimentā izmantotais testa instruments ir augstas temperatūras un augstspiediena reometrs. Izvēlas celulozes ētera ūdens šķīdumu ar koncentrāciju 2% un ievieto tvertnē testēšanai. Apkures ātrums ir 5℃/10 min, bīdes ātrums ir 50 s-1, un pārbaudes laiks ir 1 min. , Apkures diapazons ir 40～110℃.

(3) Pārbaudīts ar vakuuma metodi. Savienojiet kolorimetriskās caurules, kurās ir gēls, ieslēdziet vakuumsūkni un nolasiet maksimālo manometra rādījumu, kad gaiss izplūst cauri želejai. Katrs paraugs tiek darbināts trīs reizes, lai iegūtu vidējo vērtību.

(4) Tests ar pozitīva spiediena metodi. Saskaņā ar vakuuma pakāpes izrāviena metodes principu mēs esam uzlabojuši šo eksperimentālo metodi un pieņēmuši pozitīvā spiediena izrāviena metodi. Pievienojiet kolorimetriskās caurules, kas satur želeju, un izmantojiet spiediena iegūšanas sistēmu, lai pārbaudītu celulozes ētera gēla stiprumu. Eksperimentā izmantotais gēla daudzums ir 50 ml, kolorimetriskās caurules ietilpība ir 100 ml, iekšējais diametrs ir 3 cm, želejā ievietotās apļveida caurules iekšējais diametrs ir 1 cm, ievietošanas dziļums ir 3 cm. Lēnām ieslēdziet slāpekļa balona slēdzi. Kad parādītie spiediena dati pēkšņi un strauji pazeminās, ņemiet augstāko punktu kā stiprības vērtību, kas nepieciešama, lai izlauztos cauri želejai. Katrs paraugs tiek darbināts trīs reizes, lai iegūtu vidējo vērtību.

2. Eksperimentu rezultāti un diskusija

2.1. Novērošanas metodes pielietojamība celulozes ētera gēla stiprības pārbaudei

Novērojot celulozes ētera gēla stiprumu, kā piemēru ņemot celulozes ētera šķīdumu ar koncentrāciju 0,02 g/mL, var zināt, ka stiprības līmenis ir A, ja temperatūra ir 65 grādi.°C, un spēks sāk palielināties, temperatūrai paaugstinoties, kad temperatūra sasniedz 75℃, tas parāda želejas stāvokli, stiprības pakāpe mainās no B uz D un, kad temperatūra paaugstinās līdz 120℃, stiprības pakāpe kļūst par F. Redzams, ka šīs vērtēšanas metodes novērtēšanas rezultāts parāda tikai gēla stiprības līmeni, bet nevar izmantot datus, lai izteiktu gela īpašo stiprumu, tas ir, tas ir kvalitatīvs, bet ne kvantitatīvi. Šīs metodes priekšrocība ir tāda, ka darbība ir vienkārša un intuitīva, un ar šo metodi var lēti izsijāt vajadzīgā stipruma želeju.

2.2. Rotācijas metodes pielietojamība celulozes ētera gēla stiprības pārbaudei

Kad šķīdums tiek uzkarsēts līdz 80°C, šķīduma viskozitāte ir 61 mPa·s, tad viskozitāte strauji palielinās un sasniedz maksimālo vērtību 46 790 mPa·s uz 100°C, un tad spēks samazinās. Tas neatbilst iepriekš novērotajai parādībai, ka hidroksipropilmetilcelulozes ētera ūdens šķīduma viskozitāte sāk palielināties pie 65°C, un gēli parādās aptuveni 75°C un spēks turpina pieaugt. Šīs parādības iemesls ir gēls saplīsis rotora rotācijas dēļ, pārbaudot celulozes ētera gēla stiprumu, kā rezultātā tiek iegūti nepareizi dati par gēla stiprumu nākamajās temperatūrās. Tāpēc šī metode nav piemērota celulozes ētera želeju stiprības novērtēšanai.

2.3. Izrāvienu vakuuma metodes pielietojamība, lai pārbaudītu celulozes ētera gēla izturību

Celulozes ētera gēla stiprības eksperimentālie rezultāti tika novērtēti ar izrāvienu vakuuma metodi. Šī metode neietver rotora griešanos, tāpēc var izvairīties no koloidālās bīdes un pārrāvuma problēmas, ko izraisa rotora griešanās. No iepriekšminētajiem eksperimenta rezultātiem var redzēt, ka šī metode var kvantitatīvi pārbaudīt gēla stiprumu. Kad temperatūra ir 100°C, celulozes ētera gēla stiprums ar koncentrāciju 4% ir lielāks par 0,1 MPa (maksimālā vakuuma pakāpe), un stiprumu nevar izmērīt lielāku par 0,1 MPa. Gela stiprums, tas ir, ar šo metodi pārbaudītā gēla stiprības augšējā robeža ir 0,1 MPa. Šajā eksperimentā celulozes ētera gēla stiprums ir lielāks par 0,1 MPa, tāpēc šī metode nav piemērota celulozes ētera gēla stiprības novērtēšanai.

2.4. Pozitīvā spiediena metodes pielietojamība celulozes ētera gēla stiprības pārbaudei

Lai novērtētu celulozes ētera gēla stiprības eksperimentālos rezultātus, tika izmantota pozitīvā spiediena metode. Var redzēt, ka šī metode var kvantitatīvi pārbaudīt želeju ar stiprību virs 0,1 MPa. Eksperimentā izmantotā datu iegūšanas sistēma padara eksperimenta rezultātus precīzākus par mākslīgo nolasīšanas datiem vakuuma pakāpes metodē.

3. Secinājums

Celulozes ētera gēla stiprums uzrādīja vispārēju pieauguma tendenci, palielinoties temperatūrai. Rotācijas metode un izrāviena vakuuma metode nav piemērotas celulozes ētera gēla stiprības noteikšanai. Novērošanas metode var tikai kvalitatīvi izmērīt celulozes ētera gēla stiprumu, un jaunpievienotā pozitīvā spiediena metode var kvantitatīvi pārbaudīt celulozes ētera gēla stiprumu.