सेल्युलोज ईथर को जेल शक्ति को निर्धारण को लागी विधि

को बल मापन गर्नसेल्युलोज ईथर जेल, लेखले परिचय दिन्छ कि यद्यपि सेलुलोज ईथर जेल र जेली-जस्तै प्रोफाइल नियन्त्रण एजेन्टहरूमा फरक gelation तंत्रहरू छन्, तिनीहरूले समानताको उपस्थितिमा प्रयोग गर्न सक्छन्, अर्थात्, तिनीहरू gelation पछि प्रवाह गर्न सक्दैनन्, अर्ध-ठोस अवस्थामा, सामान्यतया प्रयोग गरिएको अवलोकन विधि, सेल्युलोज ईथर जेलको शक्ति मूल्याङ्कन गर्न जेलीको शक्ति मूल्याङ्कन गर्न रोटेशन विधि र भ्याकुम ब्रेकथ्रु विधि प्रयोग गरिन्छ, र नयाँ सकारात्मक दबाव ब्रेकथ्रु विधि थपिएको छ। सेल्युलोज ईथर जेल शक्ति को निर्धारण गर्न को लागी यी चार विधिहरु को उपयोगिता प्रयोगहरु मार्फत विश्लेषण गरिएको थियो। नतिजाहरूले देखाउँछन् कि अवलोकन विधिले सेल्युलोज ईथरको शक्तिलाई गुणात्मक रूपमा मूल्याङ्कन गर्न सक्छ, रोटेशन विधि सेल्युलोज ईथरको शक्ति मूल्याङ्कन गर्न उपयुक्त छैन, भ्याकुम विधिले मात्र 0.1 एमपीए भन्दा कम शक्तिको साथ सेल्युलोज ईथरको शक्ति मूल्याङ्कन गर्न सक्छ, र नयाँ थपिएको सकारात्मक दबाव यो विधिले सेल्युलोज ईथर जेलको शक्तिलाई मात्रात्मक रूपमा मूल्याङ्कन गर्न सक्छ।

मुख्य शब्दहरू: जेली; सेल्युलोज ईथर जेल; शक्ति; विधि

0.प्रस्तावना

पोलिमर जेली-आधारित प्रोफाइल नियन्त्रण एजेन्टहरू सबैभन्दा व्यापक रूपमा तेल क्षेत्र पानी प्लगिङ र प्रोफाइल नियन्त्रणमा प्रयोग गरिन्छ। जे होस्, हालका वर्षहरूमा, तापक्रम-संवेदनशील र थर्मल रूपमा उल्टाउन मिल्ने जेल सेल्युलोज ईथर प्लगिङ र नियन्त्रण प्रणाली बिस्तारै भारी तेल भण्डारहरूमा पानी प्लगिङ र प्रोफाइल नियन्त्रणको लागि अनुसन्धान हटस्पट भएको छ। । सेल्युलोज ईथरको जेल शक्ति गठन प्लगिंगको लागि सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण सूचकहरू मध्ये एक हो, तर यसको शक्ति परीक्षण विधिको लागि कुनै समान मानक छैन। जेली शक्तिको मूल्याङ्कन गर्न सामान्यतया प्रयोग गरिने विधिहरू, जस्तै अवलोकन विधि - जेली शक्ति परीक्षण गर्नको लागि प्रत्यक्ष र किफायती विधि, जेल शक्तिको स्तर मापन गर्न जेली शक्ति कोड तालिका प्रयोग गर्नुहोस्; रोटेशन विधि - सामान्यतया प्रयोग हुने उपकरणहरू ब्रुकफिल्ड भिस्कोमिटर र रिओमिटर हुन्, ब्रुकफिल्ड भिस्कोमिटर परीक्षण नमूनाको तापक्रम 90 भित्र सीमित छ।°C; ब्रेकथ्रु भ्याकुम विधि - जब हावा जेलको माध्यमबाट तोड्न प्रयोग गरिन्छ, दबाव गेजको अधिकतम पढाइले जेलको बललाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। जेलीको जेलिङ मेकानिज्म भनेको पोलिमर समाधानमा क्रस-लिङ्किङ एजेन्ट थप्नु हो। क्रस-लिङ्किङ एजेन्ट र पोलिमर चेन एक स्थानिक नेटवर्क संरचना बनाउन रासायनिक बन्धनद्वारा जोडिएको छ, र तरल चरण यसमा बेरिएको छ, जसले गर्दा सम्पूर्ण प्रणालीले तरलता गुमाउँछ, र त्यसपछि जेलीको लागि रूपान्तरण हुन्छ, यो प्रक्रिया उल्टाउन मिल्दैन। रासायनिक परिवर्तन हो। सेल्युलोज ईथरको जेल मेकानिज्म यो हो कि कम तापक्रममा, सेल्युलोज ईथरका म्याक्रोमोलिक्युलहरू जलीय घोल बनाउन हाइड्रोजन बन्डहरू मार्फत पानीको सानो अणुहरूले घेरिएका हुन्छन्। समाधानको तापक्रम बढ्दै जाँदा, हाइड्रोजन बन्डहरू नष्ट हुन्छन्, र सेल्युलोज ईथरका ठूला अणुहरू हाइड्रोफोबिक समूहहरूको अन्तरक्रियाद्वारा जेल बन्नको लागि अणुहरू एकसाथ आउँछन्। यद्यपि दुवैको गेलेसन मेकानिज्म फरक छ, उपस्थितिको अवस्था समान छ, अर्थात्, त्रि-आयामी स्थानमा एक स्थिर अर्ध-ठोस अवस्था बनाइन्छ। सेलुलोज ईथर जेलको शक्ति मूल्याङ्कन गर्न जेली शक्तिको मूल्याङ्कन विधि उपयुक्त छ कि छैन भनेर अन्वेषण र प्रयोगात्मक प्रमाणीकरण आवश्यक छ। यस पेपरमा, सेलुलोज ईथर जेलको शक्ति मूल्याङ्कन गर्न तीन परम्परागत विधिहरू प्रयोग गरिन्छ: अवलोकन विधि, रोटेशन विधि र सफलता भ्याकुम विधि, र यस आधारमा सकारात्मक दबाव सफलता विधि बनाइन्छ।

1. प्रयोगात्मक भाग

१.१ मुख्य प्रयोगात्मक उपकरण र उपकरणहरू

विद्युत स्थिर तापमान पानी स्नान, DZKW-S-6, बेइजिङ Yongguangming चिकित्सा उपकरण कं, लिमिटेड; उच्च तापमान र उच्च दबाव rheometer, MARS-III, जर्मनी HAAKE कम्पनी; सर्कुलेटिङ पानी बहुउद्देश्यीय भ्याकुम पम्प, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; सेन्सर, DP1701-EL1D1G, Baoji बेस्ट कन्ट्रोल टेक्नोलोजी कं, लिमिटेड; दबाव अधिग्रहण प्रणाली, Shandong Zhongshi Dashiyi टेक्नोलोजी कं, लिमिटेड; कलरमेट्रिक ट्यूब, 100 एमएल, टियांजिन टियांके ग्लास इन्स्ट्रुमेन्ट निर्माण कं, लिमिटेड; उच्च तापमान प्रतिरोधी कांचको बोतल, 120 एमएल, स्कट ग्लास वर्क्स, जर्मनी; उच्च शुद्धता नाइट्रोजन, टियांजिन Gaochuang Baolan ग्यास कं, लिमिटेड।

1.2 प्रयोगात्मक नमूनाहरू र तयारी

Hydroxypropyl methylcellulose ईथर, 60RT400, Taian Ruitai सेल्युलोज कं, लिमिटेड; 80 मा 50 एमएल तातो पानीमा 2g, 3g र 4g hydroxypropylmethylcellulose ईथर विघटन गर्नुहोस्℃, राम्ररी हलचल र 25 थप्नुहोस्℃50 एमएल चिसो पानीको, नमूनाहरू क्रमशः 0.02g/mL, 0.03g/mL र 0.04g/mL को सांद्रताको साथ सेल्युलोज ईथर समाधानहरू बनाउन पूर्ण रूपमा भंग गरियो।

1.3 सेल्युलोज ईथर जेल शक्ति परीक्षण को प्रयोगात्मक विधि

(1) अवलोकन विधि द्वारा परीक्षण। प्रयोगमा प्रयोग गरिएको चौडा-मुख उच्च-तापमान-प्रतिरोधी गिलास बोतलहरूको क्षमता 120mL छ, र सेल्युलोज ईथर समाधानको मात्रा 50mL छ। 0.02g/mL, 0.03g/mL र 0.04g/mL को सांद्रता भएको सेलुलोज ईथर समाधानहरूलाई उच्च तापक्रम प्रतिरोधी काँचको बोतलमा राख्नुहोस्, यसलाई विभिन्न तापक्रममा उल्टो पार्नुहोस्, र जेल स्ट्रेंथ कोड अनुसार माथिका तीनवटा भिन्न सांद्रताहरू तुलना गर्नुहोस्। सेल्युलोज ईथर जलीय समाधानको gelling शक्ति परीक्षण गरिएको थियो।

(2) रोटेशन विधि द्वारा परीक्षण। यस प्रयोगमा प्रयोग गरिएको परीक्षण उपकरण उच्च-तापमान र उच्च-दबाव रियोमिटर हो। 2% को एकाग्रता संग सेल्युलोज ईथर जलीय समाधान चयन गरिएको छ र परीक्षणको लागि ड्रममा राखिएको छ। ताप दर 5 छ℃/10 मिनेट, कतरण दर 50 s-1 हो, र परीक्षण समय 1 मिनेट हो। , तताउने दायरा 40 हो～११०℃.

(3) सफलता भ्याकुम विधि द्वारा परीक्षण। जेल भएको कलरमेट्रिक ट्युबहरू जडान गर्नुहोस्, भ्याकुम पम्प खोल्नुहोस्, र जेलबाट हावा फुट्दा प्रेसर गेजको अधिकतम पढाइ पढ्नुहोस्। प्रत्येक नमूना औसत मूल्य प्राप्त गर्न तीन पटक सञ्चालन गरिन्छ।

(4) सकारात्मक दबाव विधि द्वारा परीक्षण। ब्रेकथ्रु भ्याकुम डिग्री विधिको सिद्धान्त अनुसार, हामीले यो प्रयोगात्मक विधिलाई सुधार गरेका छौं र सकारात्मक दबाव ब्रेकथ्रुको विधि अपनाएका छौं। जेल भएको कलरमेट्रिक ट्यूबहरू जडान गर्नुहोस्, र सेलुलोज ईथर जेलको बल परीक्षण गर्न दबाब अधिग्रहण प्रणाली प्रयोग गर्नुहोस्। प्रयोगमा प्रयोग गरिएको जेलको मात्रा 50mL छ, Colorimetric ट्यूबको क्षमता 100mL छ, भित्री व्यास 3cm छ, जेलमा घुसाइएको गोलाकार ट्यूबको भित्री व्यास 1cm छ, र सम्मिलित गहिराई 3cm छ। बिस्तारै नाइट्रोजन सिलिन्डरको स्विच अन गर्नुहोस्। जब प्रदर्शित दबाब डेटा अचानक र तीव्र रूपमा घट्छ, जेल मार्फत तोड्न आवश्यक बल मानको रूपमा उच्चतम बिन्दु लिनुहोस्। प्रत्येक नमूना औसत मूल्य प्राप्त गर्न तीन पटक सञ्चालन गरिन्छ।

2. प्रयोगात्मक परिणाम र छलफल

2.1 सेल्युलोज ईथरको जेल शक्ति परीक्षण गर्न अवलोकन विधिको प्रयोज्यता

अवलोकनद्वारा सेल्युलोज ईथरको जेल शक्तिको मूल्याङ्कन गर्दा, उदाहरणको रूपमा ०.०२ ग्राम/एमएलको एकाग्रताको साथ सेल्युलोज ईथर समाधान लिएर, तापमान ६५ हुँदा शक्ति स्तर ए हो भनेर थाहा पाउन सकिन्छ।°C, र तापक्रम ७५ सम्म पुग्दा तापक्रम बढ्दै जाँदा शक्ति बढ्न थाल्छ℃, यसले जेल अवस्था प्रस्तुत गर्दछ, शक्ति ग्रेड B बाट D मा परिवर्तन हुन्छ, र जब तापमान 120 मा बढ्छ।℃, शक्ति ग्रेड F हुन्छ। यो देख्न सकिन्छ कि यो मूल्याङ्कन विधिको मूल्याङ्कन नतिजाले जेलको शक्ति स्तर मात्र देखाउँछ, तर जेलको विशिष्ट शक्ति व्यक्त गर्न डेटा प्रयोग गर्न सक्दैन, अर्थात्, यो गुणात्मक छ तर होइन। मात्रात्मक। यस विधिको फाइदा यो हो कि सञ्चालन सरल र सहज छ, र आवश्यक शक्ति संग जेल यो विधि द्वारा सस्तो रूपमा स्क्रिन गर्न सकिन्छ।

2.2 सेल्युलोज ईथर को जेल शक्ति परीक्षण गर्न रोटेशन विधि को उपयोगिता

जब समाधान 80 मा तातो हुन्छ°C, समाधान को चिपचिपापन 61 mpa छ·s, त्यसपछि चिपचिपापन द्रुत रूपमा बढ्छ, र 46 790 mPa को अधिकतम मूल्य पुग्छ।·100 मा छ°C, र त्यसपछि शक्ति घट्छ। यो पहिले देखाइएको घटनासँग असंगत छ कि हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ईथर जलीय समाधानको चिपचिपापन 65 मा बढ्न थाल्छ।°C, र gels लगभग 75 मा देखा पर्दछ°सी र बल बढ्दै जान्छ। यस घटनाको कारण सेल्युलोज ईथरको जेल शक्ति परीक्षण गर्दा रोटरको रोटेशनको कारण जेल भाँचिएको छ, परिणामस्वरूप पछिको तापमानमा जेल शक्तिको गलत डाटा। तसर्थ, यो विधि सेल्युलोज ईथर जेलको शक्ति मूल्याङ्कन गर्न उपयुक्त छैन।

2.3 सेल्युलोज ईथर को जेल शक्ति परीक्षण गर्न सफलता भ्याकुम विधि को उपयोगिता

सेल्युलोज ईथर जेल शक्तिको प्रयोगात्मक नतिजाहरू सफलता भ्याकुम विधिद्वारा मूल्याङ्कन गरिएको थियो। यो विधिले रोटरको रोटेशन समावेश गर्दैन, त्यसैले रोटरको रोटेशनको कारण कोलोइडल कतरन र ब्रेकिंगको समस्याबाट बच्न सकिन्छ। माथिको प्रयोगात्मक परिणामहरूबाट, यो देख्न सकिन्छ कि यो विधिले जेलको शक्ति मात्रात्मक रूपमा परीक्षण गर्न सक्छ। जब तापमान 100 छ°C, 4% को एकाग्रता संग सेल्युलोज ईथर जेल को बल 0.1 MPa (अधिकतम भ्याकुम डिग्री) भन्दा ठूलो छ, र शक्ति 0.1 MPa भन्दा बढी मापन गर्न सकिदैन। जेलको बल, यो विधि द्वारा परीक्षण गरिएको जेल शक्तिको माथिल्लो सीमा 0.1 MPa हो। यस प्रयोगमा, सेलुलोज ईथर जेलको शक्ति ०.१ MPa भन्दा बढी छ, त्यसैले यो विधि सेल्युलोज ईथर जेलको शक्ति मूल्याङ्कन गर्न उपयुक्त छैन।

2.4 सेलुलोज ईथर को जेल शक्ति परीक्षण गर्न सकारात्मक दबाव विधि को प्रयोज्यता

सेलुलोज ईथर जेल शक्तिको प्रयोगात्मक परिणामहरूको मूल्याङ्कन गर्न सकारात्मक दबाव विधि प्रयोग गरिएको थियो। यो देख्न सकिन्छ कि यस विधिले मात्रात्मक रूपमा 0.1 MPa भन्दा माथिको शक्तिको साथ जेल परीक्षण गर्न सक्छ। प्रयोगमा प्रयोग गरिएको डाटा अधिग्रहण प्रणालीले प्रयोगात्मक परिणामहरूलाई भ्याकुम डिग्री विधिमा कृत्रिम पठन डेटा भन्दा बढी सटीक बनाउँछ।

3. निष्कर्ष

सेल्युलोज ईथर को जेल शक्ति तापमान को वृद्धि संग एक समग्र वृद्धि प्रवृत्ति देखायो। रोटेशन विधि र सफलता भ्याकुम विधि सेल्युलोज ईथर जेल को बल निर्धारण को लागी उपयुक्त छैन। अवलोकन विधिले सेल्युलोज ईथर जेलको शक्तिलाई मात्र गुणात्मक रूपमा मापन गर्न सक्छ, र नयाँ थपिएको सकारात्मक दबाब विधिले मात्रात्मक रूपमा सेलुलोज इथर जेलको शक्ति परीक्षण गर्न सक्छ।