Spôsob stanovenia pevnosti gélu éteru celulózy

Na meranie silygél éteru celulózy, článok uvádza, že hoci celulózový éterový gél a želé podobné činidlá na kontrolu profilu majú rôzne mechanizmy gélovatenia, môžu využiť podobnosť vzhľadu, to znamená, že po gélovatení nemôžu tiecť V polotuhom stave, bežne používaná pozorovacia metóda, Na hodnotenie sily gélu z éteru celulózy sa používa rotačná metóda a metóda vákuového prierazu na hodnotenie sily želé a pridáva sa nová metóda prenikania s pozitívnym tlakom. Použiteľnosť týchto štyroch metód na stanovenie pevnosti gélu éteru celulózy bola analyzovaná pomocou experimentov. Z výsledkov vyplýva, že pozorovacou metódou možno kvalitatívne vyhodnotiť len silu éteru celulózy, rotačná metóda nie je vhodná na hodnotenie sily éteru celulózy, vákuovou metódou možno vyhodnotiť len silu éteru celulózy s pevnosťou pod 0,1 MPa, a vákuovou metódou možno zhodnotiť silu éteru celulózy len s pevnosťou pod 0,1 MPa. novo pridaný pretlak Táto metóda môže kvantitatívne vyhodnotiť silu gélu éteru celulózy.

kľúčové slová: želé; gél éteru celulózy; pevnosť; metóda

0.Predslov

Činidlá na reguláciu profilu na báze polymérového želé sa najčastejšie používajú pri upchávaní vôd ropných polí a kontrole profilu. V posledných rokoch sa však teplotne citlivý a tepelne reverzibilný systém uzatvárania a kontroly gélového éteru celulózy postupne stal výskumným centrom pre upchávanie vody a kontrolu profilu v ložiskách ťažkého oleja. . Sila gélu éteru celulózy je jedným z najdôležitejších ukazovateľov upchatia tvorby, ale neexistuje jednotný štandard pre metódu testovania pevnosti. Bežne používané metódy hodnotenia sily želé, ako je metóda pozorovania – priama a ekonomická metóda na testovanie sily želé, používajú tabuľku kódov pevnosti želé na posúdenie úrovne sily gélu, ktorá sa má merať; rotačná metóda – bežne používané prístroje sú Brookfieldov viskozimeter a reometer, teplota testovanej vzorky Brookfieldovho viskozimetra je obmedzená na 90°C; metóda prelomového vákua – keď sa na prerazenie gélu použije vzduch, maximálny údaj na tlakomere predstavuje silu gélu. Gélovací mechanizmus želé je pridanie sieťovacieho činidla do roztoku polyméru. Sieťovacie činidlo a polymérny reťazec sú spojené chemickými väzbami, aby vytvorili priestorovú sieťovú štruktúru a tekutá fáza je do nej obalená, takže celý systém stráca tekutosť a potom sa transformuje Pre želé nie je tento proces reverzibilný a je chemická zmena. Gélový mechanizmus éteru celulózy spočíva v tom, že pri nízkej teplote sú makromolekuly éteru celulózy obklopené malými molekulami vody cez vodíkové väzby za vzniku vodného roztoku. Keď teplota roztoku stúpa, vodíkové väzby sa zničia a veľké molekuly éteru celulózy. Stav, v ktorom sa molekuly spájajú interakciou hydrofóbnych skupín za vzniku gélu, je fyzikálna zmena. Aj keď je mechanizmus gélovatenia oboch odlišný, vzhľad má podobný stav, to znamená, že sa v trojrozmernom priestore vytvára nehybný polotuhý stav. Či je metóda hodnotenia pevnosti želé vhodná na hodnotenie sily gélu éteru celulózy, je potrebné preskúmať a experimentálne overiť. V tomto článku sa na hodnotenie sily gélov éteru celulózy používajú tri tradičné metódy: metóda pozorovania, metóda rotácie a metóda prelomového vákua a na tomto základe je vytvorená metóda prenikania s pozitívnym tlakom.

1. Experimentálna časť

1.1 Hlavné experimentálne vybavenie a prístroje

Elektrický vodný kúpeľ s konštantnou teplotou, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; vysokoteplotný a vysokotlakový reometer, MARS-III, Nemecko spoločnosť HAAKE; viacúčelová vákuová pumpa na obehovú vodu, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; snímač, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; systém snímania tlaku, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; kolorimetrická skúmavka, 100 ml, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; sklenená fľaša odolná voči vysokej teplote, 120 ml, Schott Glass Works, Nemecko; vysoko čistý dusík, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Experimentálne vzorky a príprava

Éter hydroxypropylmetylcelulózy, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; rozpustite 2 g, 3 g a 4 g éteru hydroxypropylmetylcelulózy v 50 ml horúcej vody pri 80 °C℃dobre premiešajte a pridajte 25℃50 ml studenej vody sa vzorky úplne rozpustili za vzniku roztokov éteru celulózy s koncentráciami 0,02 g/ml, 0,03 g/ml a 0,04 g/ml.

1.3 Experimentálna metóda testu pevnosti gélu éteru celulózy

(1) Testované pozorovacou metódou. Kapacita širokohrdlých sklenených fliaš odolných voči vysokej teplote použitých v experimente je 120 ml a objem roztoku éteru celulózy je 50 ml. Pripravené roztoky éteru celulózy s koncentráciami 0,02 g/ml, 0,03 g/ml a 0,04 g/ml vložte do sklenenej fľaše odolnej voči vysokej teplote, prevráťte ju pri rôznych teplotách a porovnajte vyššie uvedené tri rôzne koncentrácie podľa kódu sily gélu Testovala sa sila gélovatenia vodného roztoku éteru celulózy.

(2) Testované rotačnou metódou. Testovacím prístrojom použitým v tomto experimente je vysokoteplotný a vysokotlakový reometer. Vyberie sa vodný roztok éteru celulózy s koncentráciou 2 % a umiestni sa do bubna na testovanie. Rýchlosť ohrevu je 5℃/10 min, rýchlosť šmyku je 50 s-1 a čas testu je 1 min. , Rozsah ohrevu je 40～110℃.

(3) Testované metódou prelomového vákua. Pripojte kolorimetrické skúmavky obsahujúce gél, zapnite vákuovú pumpu a odčítajte maximálnu hodnotu na manometri, keď vzduch prenikne cez gél. Každá vzorka sa spracuje trikrát, aby sa získala priemerná hodnota.

(4) Skúška pretlakovou metódou. Podľa princípu metódy prelomového vákua sme túto experimentálnu metódu vylepšili a prijali metódu pozitívneho pretlaku. Pripojte kolorimetrické skúmavky obsahujúce gél a pomocou systému na zachytávanie tlaku otestujte silu gélu z éteru celulózy. Množstvo gélu použitého v experimente je 50 ml, kapacita kolorimetrickej trubice je 100 ml, vnútorný priemer je 3 cm, vnútorný priemer kruhovej trubice vloženej do gélu je 1 cm a hĺbka vloženia je 3 cm. Pomaly zapnite vypínač dusíkovej fľaše. Keď zobrazené údaje o tlaku náhle a prudko klesnú, berte najvyšší bod ako hodnotu pevnosti potrebnú na prerazenie gélu. Každá vzorka sa spracuje trikrát, aby sa získala priemerná hodnota.

2. Experimentálne výsledky a diskusia

2.1 Použiteľnosť pozorovacej metódy na testovanie pevnosti gélu éteru celulózy

Ako výsledok vyhodnotenia pevnosti gélu éteru celulózy pozorovaním, pričom ako príklad berieme roztok éteru celulózy s koncentráciou 0,02 g/ml, môže byť známe, že úroveň pevnosti je A, keď je teplota 65 °C.°C a pevnosť sa začne zvyšovať so zvyšujúcou sa teplotou, keď teplota dosiahne 75℃predstavuje gélový stav, stupeň pevnosti sa mení z B na D a keď teplota stúpne na 120℃, stupeň pevnosti sa stáva F. Je vidieť, že výsledok hodnotenia tejto metódy hodnotenia ukazuje iba úroveň pevnosti gélu, ale nemôže použiť údaje na vyjadrenie špecifickej sily gélu, to znamená, že je kvalitatívny, ale nie kvantitatívne. Výhodou tejto metódy je, že obsluha je jednoduchá a intuitívna a gél s požadovanou pevnosťou je možné touto metódou lacno preosiať.

2.2 Použiteľnosť rotačnej metódy na testovanie pevnosti gélu éteru celulózy

Keď sa roztok zahreje na 80 °C°C, viskozita roztoku je 61 mPa·s, potom viskozita rýchlo narastá a dosahuje maximálnu hodnotu 46 790 mPa·s na 100°C a potom sa pevnosť zníži. To je v rozpore s predtým pozorovaným javom, že viskozita vodného roztoku éteru hydroxypropylmetylcelulózy sa začína zvyšovať pri 65°C a gély sa objavujú okolo 75°C a pevnosť sa stále zvyšuje. Príčinou tohto javu je to, že sa gél rozbije v dôsledku otáčania rotora pri testovaní pevnosti gélu éteru celulózy, čo má za následok nesprávne údaje o sile gélu pri nasledujúcich teplotách. Preto táto metóda nie je vhodná na hodnotenie pevnosti gélov éteru celulózy.

2.3 Použiteľnosť metódy prienikového vákua na testovanie pevnosti gélu éteru celulózy

Experimentálne výsledky pevnosti gélu éteru celulózy boli vyhodnotené metódou prelomového vákua. Tento spôsob nezahŕňa rotáciu rotora, takže sa možno vyhnúť problémom s koloidným strihom a lámaním spôsobeným rotáciou rotora. Z vyššie uvedených experimentálnych výsledkov je vidieť, že táto metóda môže kvantitatívne testovať silu gélu. Keď je teplota 100°C, pevnosť gélu éteru celulózy s koncentráciou 4 % je väčšia ako 0,1 MPa (maximálny stupeň vákua) a pevnosť nemôže byť nameraná väčšia ako 0,1 MPa. Pevnosť gélu, to znamená horná hranica pevnosti gélu testovaná touto metódou, je 0,1 MPa. V tomto experimente je pevnosť gélu éteru celulózy väčšia ako 0,1 MPa, takže táto metóda nie je vhodná na hodnotenie pevnosti gélu éteru celulózy.

2.4 Použiteľnosť metódy pozitívneho tlaku na testovanie pevnosti gélu éteru celulózy

Na vyhodnotenie experimentálnych výsledkov pevnosti gélu éteru celulózy bola použitá metóda pozitívneho tlaku. Je vidieť, že touto metódou je možné kvantitatívne testovať gél s pevnosťou nad 0,1 MPa. Systém získavania údajov použitý v experimente robí experimentálne výsledky presnejšie ako umelé čítanie údajov v metóde vákuového stupňa.

3. Záver

Sila gélu éteru celulózy vykazovala celkovo rastúci trend so zvyšujúcou sa teplotou. Metóda otáčania a metóda prelomového vákua nie sú vhodné na stanovenie pevnosti gélu éteru celulózy. Pozorovacia metóda môže iba kvalitatívne merať silu gélu éteru celulózy a novo pridaná metóda pozitívneho tlaku môže kvantitatívne testovať silu gélu éteru celulózy.