Metoda për përcaktimin e forcës së xhelit të eterit celuloz

Për të matur forcën exhel eter celuloz, artikulli prezanton se megjithëse agjentët e kontrollit të xhelit të eterit të celulozës dhe të profilit të ngjashëm me pelte kanë mekanizma të ndryshëm xhelatimi, ata mund të përdorin ngjashmërinë në pamje, domethënë nuk mund të rrjedhin pas xhelatimit Në gjendjen gjysmë të ngurtë, metoda e vëzhgimit e përdorur zakonisht, metoda e rrotullimit dhe metoda e përparimit të vakumit për vlerësimin e forcës së pelte përdoren për të vlerësuar forcën e xhelit të eterit të celulozës dhe shtohet një metodë e re e zbulimit të presionit pozitiv. Zbatueshmëria e këtyre katër metodave për përcaktimin e forcës së xhelit të eterit të celulozës u analizua përmes eksperimenteve. Rezultatet tregojnë se metoda e vëzhgimit mund të vlerësojë vetëm në mënyrë cilësore forcën e eterit të celulozës, metoda e rrotullimit nuk është e përshtatshme për të vlerësuar forcën e eterit të celulozës, metoda e vakumit mund të vlerësojë vetëm forcën e eterit celuloz me një forcë nën 0.1 MPa, dhe presioni pozitiv i sapo shtuar Kjo metodë mund të vlerësojë në mënyrë sasiore forcën e xhelit të eterit të celulozës.

Fjalët kyçe: pelte; xhel eter celuloz; forca; metodë

0.Parathënie

Agjentët e kontrollit të profilit të bazuar në pelte polimer përdoren më gjerësisht në mbylljen e ujit të fushës së naftës dhe kontrollin e profilit. Megjithatë, vitet e fundit, sistemi i mbylljes dhe kontrollit të eterit të celulozës xhel i ndjeshëm ndaj temperaturës dhe termikisht i kthyeshëm është bërë gradualisht një pikë e nxehtë kërkimore për mbylljen e ujit dhe kontrollin e profilit në rezervuarët e naftës së rëndë. . Forca e xhelit të eterit të celulozës është një nga treguesit më të rëndësishëm për mbylljen e formimit, por nuk ka asnjë standard uniform për metodën e testimit të forcës së tij. Metodat e përdorura zakonisht për të vlerësuar forcën e pelte, të tilla si metoda e vëzhgimit - një metodë e drejtpërdrejtë dhe ekonomike për testimin e forcës së pelte, përdorni tabelën e kodit të forcës së pelte për të gjykuar nivelin e forcës së xhelit që do të matet; metoda e rrotullimit - instrumentet e përdorura zakonisht janë viskometri dhe reometri Brookfield, temperatura e mostrës së provës së viskometrit Brookfield është e kufizuar brenda 90°C; Metoda e vakumit të përparimit - kur ajri përdoret për të depërtuar xhelin, leximi maksimal i matësit të presionit përfaqëson forcën e xhelit. Mekanizmi i xhelit të pelte është shtimi i një agjenti ndërlidhës në tretësirën e polimerit. Agjenti ndërlidhës dhe zinxhiri i polimerit lidhen me lidhje kimike për të formuar një strukturë rrjeti hapësinore, dhe faza e lëngshme mbështillet në të, në mënyrë që i gjithë sistemi të humbasë rrjedhshmërinë, dhe më pas të transformohet Për pelte, ky proces nuk është i kthyeshëm dhe është një ndryshim kimik. Mekanizmi i xhelit të eterit të celulozës është se në temperaturë të ulët, makromolekulat e eterit të celulozës rrethohen nga molekula të vogla uji përmes lidhjeve hidrogjenore për të formuar një zgjidhje ujore. Ndërsa temperatura e tretësirës rritet, lidhjet hidrogjenore shkatërrohen dhe molekulat e mëdha të eterit të celulozës Gjendja në të cilën molekulat bashkohen përmes ndërveprimit të grupeve hidrofobike për të formuar një xhel është një ndryshim fizik. Megjithëse mekanizmi i xhelatimit të të dyve është i ndryshëm, pamja ka një gjendje të ngjashme, domethënë, një gjendje e palëvizshme gjysmë e ngurtë formohet në hapësirën tredimensionale. Nëse metoda e vlerësimit të forcës së pelte është e përshtatshme për të vlerësuar forcën e xhelit të eterit të celulozës, ka nevojë për eksplorim dhe verifikim eksperimental. Në këtë punim, tre metoda tradicionale janë përdorur për të vlerësuar forcën e xhelit të eterit të celulozës: metoda e vëzhgimit, metoda e rrotullimit dhe metoda e vakumit të përparimit, dhe mbi këtë bazë është formuar një metodë e përparimit të presionit pozitiv.

1. Pjesa eksperimentale

1.1 Pajisjet dhe instrumentet kryesore eksperimentale

Banjë uji me temperaturë konstante elektrike, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; reometër me temperaturë të lartë dhe presion të lartë, MARS-III, Gjermani kompania HAAKE; pompë vakumi me shumë qëllime të ujit qarkullues, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; sensor, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; sistemi i marrjes së presionit, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; tub kolorimetrik, 100 mL, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; Shishe qelqi rezistente ndaj temperaturave të larta, 120 mL, Schott Glass Works, Gjermani; nitrogjen me pastërti të lartë, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Mostrat eksperimentale dhe përgatitja

Eter hidroksipropil metilcelulozë, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; shpërndani 2 g, 3 g dhe 4 g eter hidroksipropilmetilcelulozë në 50 ml ujë të nxehtë në 80℃, përzieni mirë dhe shtoni 25℃prej 50 mL ujë të ftohtë, mostrat u tretën plotësisht për të formuar solucione eterike celuloze me përqendrime përkatësisht 0.02 g/mL, 0.03 g/mL dhe 0.04 g/mL.

1.3 Metoda eksperimentale e testit të forcës së xhelit të eterit të celulozës

(1) Testuar me metodën e vëzhgimit. Kapaciteti i shisheve të qelqit me grykë të gjerë rezistente ndaj temperaturës së lartë të përdorur në eksperiment është 120 ml dhe vëllimi i tretësirës së eterit të celulozës është 50 ml. Tretësirat e përgatitura të eterit të celulozës me përqendrime 0.02g/mL, 0.03g/mL dhe 0.04g/mL vendosni në një shishe qelqi rezistente ndaj temperaturës së lartë, përmbyseni atë në temperatura të ndryshme dhe krahasoni tre përqendrimet e mësipërme të ndryshme sipas kodit të forcës së xhelit. Forca e xhelit të tretësirës ujore të eterit të celulozës u testua.

(2) Testuar me metodën e rrotullimit. Instrumenti i provës i përdorur në këtë eksperiment është një reometër me temperaturë të lartë dhe presion të lartë. Zgjidhet tretësira ujore e eterit të celulozës me përqendrim 2% dhe vendoset në një kazan për testim. Norma e ngrohjes është 5℃/10 min, shpejtësia e prerjes është 50 s-1, dhe koha e provës është 1 min. , Gama e ngrohjes është 40～110℃.

(3) Testuar me metodën e vakumit të përparimit. Lidhni tubat kolorimetrike që përmbajnë xhelin, ndizni pompën e vakumit dhe lexoni leximin maksimal të matësit të presionit kur ajri depërton në xhel. Çdo mostër operohet tre herë për të marrë vlerën mesatare.

(4) Testoni me metodën e presionit pozitiv. Sipas parimit të metodës së shkallës së vakumit të përparimit, ne kemi përmirësuar këtë metodë eksperimentale dhe kemi miratuar metodën e përparimit të presionit pozitiv. Lidhni tubat kolorimetrike që përmbajnë xhelin dhe përdorni një sistem të marrjes së presionit për të testuar forcën e xhelit të eterit të celulozës. Sasia e xhelit të përdorur në eksperiment është 50mL, kapaciteti i tubit kolorimetrik është 100mL, diametri i brendshëm është 3cm, diametri i brendshëm i tubit rrethor të futur në xhel është 1cm dhe thellësia e futjes është 3cm. Ndizni ngadalë çelësin e cilindrit të azotit. Kur të dhënat e presionit të shfaqur bien papritur dhe ndjeshëm, merrni pikën më të lartë si vlerën e forcës që kërkohet për të depërtuar xhelin. Çdo mostër operohet tre herë për të marrë vlerën mesatare.

2. Rezultatet eksperimentale dhe diskutimi

2.1 Zbatueshmëria e metodës së vëzhgimit për të testuar forcën e xhelit të eterit të celulozës

Si rezultat i vlerësimit të forcës së xhelit të eterit të celulozës me vëzhgim, duke marrë si shembull tretësirën e eterit të celulozës me përqendrim 0,02 g/mL, mund të dihet se niveli i forcës është A kur temperatura është 65°C, dhe forca fillon të rritet me rritjen e temperaturës, kur temperatura arrin 75℃, paraqet një gjendje xhel, shkalla e forcës ndryshon nga B në D dhe kur temperatura rritet në 120℃, shkalla e forcës bëhet F. Mund të shihet se rezultati i vlerësimit të kësaj metode vlerësimi tregon vetëm nivelin e forcës së xhelit, por nuk mund të përdorë të dhënat për të shprehur forcën specifike të xhelit, domethënë është cilësor por jo sasiore. Avantazhi i kësaj metode është se funksionimi është i thjeshtë dhe intuitiv, dhe xheli me forcën e kërkuar mund të kontrollohet me çmim të ulët me këtë metodë.

2.2 Zbatueshmëria e metodës së rrotullimit për të testuar forcën e xhelit të eterit të celulozës

Kur tretësira nxehet në 80°C, viskoziteti i tretësirës është 61 mPa·s, atëherë viskoziteti rritet me shpejtësi dhe arrin një vlerë maksimale prej 46 790 mPa·s në 100°C, dhe pastaj forca zvogëlohet. Kjo nuk është në përputhje me fenomenin e vërejtur më parë që viskoziteti i tretësirës ujore të hidroksipropil metilcelulozës fillon të rritet në 65°C, dhe xhel shfaqen në rreth 75°C dhe forca vazhdon të rritet. Arsyeja për këtë fenomen është se xheli prishet për shkak të rrotullimit të rotorit gjatë testimit të forcës së xhelit të eterit të celulozës, duke rezultuar në të dhëna të pasakta të forcës së xhelit në temperaturat pasuese. Prandaj, kjo metodë nuk është e përshtatshme për të vlerësuar forcën e xhelit të eterit të celulozës.

2.3 Zbatueshmëria e metodës së përparimit të vakumit për të testuar forcën e xhelit të eterit të celulozës

Rezultatet eksperimentale të forcës së xhelit të eterit të celulozës u vlerësuan me metodën e vakumit të përparimit. Kjo metodë nuk përfshin rrotullimin e rotorit, kështu që problemi i prerjes dhe thyerjes koloidale të shkaktuar nga rrotullimi i rotorit mund të shmanget. Nga rezultatet e mësipërme eksperimentale, mund të shihet se kjo metodë mund të testojë në mënyrë sasiore forcën e xhelit. Kur temperatura është 100°C, forca e xhelit të eterit të celulozës me një përqendrim prej 4% është më e madhe se 0,1 MPa (shkalla maksimale e vakumit), dhe forca nuk mund të matet më e madhe se 0,1 MPa. Forca e xhelit, domethënë kufiri i sipërm i forcës së xhelit të testuar me këtë metodë është 0.1 MPa. Në këtë eksperiment, forca e xhelit të eterit të celulozës është më e madhe se 0,1 MPa, kështu që kjo metodë nuk është e përshtatshme për të vlerësuar forcën e xhelit të eterit të celulozës.

2.4 Zbatueshmëria e metodës së presionit pozitiv për të testuar forcën e xhelit të eterit të celulozës

Metoda e presionit pozitiv u përdor për të vlerësuar rezultatet eksperimentale të forcës së xhelit të eterit të celulozës. Mund të shihet se kjo metodë mund të testojë në mënyrë sasiore xhelin me një forcë mbi 0.1 MPa. Sistemi i marrjes së të dhënave të përdorur në eksperiment i bën rezultatet eksperimentale më të sakta se të dhënat e leximit artificial në metodën e shkallës së vakumit.

3. Përfundim

Forca e xhelit të eterit celuloz tregoi një tendencë të përgjithshme në rritje me rritjen e temperaturës. Metoda e rrotullimit dhe metoda e vakumit të përparimit nuk janë të përshtatshme për përcaktimin e forcës së xhelit të eterit të celulozës. Metoda e vëzhgimit mund të matë vetëm në mënyrë cilësore forcën e xhelit të eterit të celulozës, dhe metoda e presionit pozitiv të shtuar rishtazi mund të testojë në mënyrë sasiore forcën e xhelit të eterit të celulozës.