Selüloz Eterin Jel Mukavemetinin Belirlenmesi Yöntemi

Gücünü ölçmek içinselüloz eter jeliMakalede, selüloz eter jeli ve jöle benzeri profil kontrol ajanlarının farklı jelleşme mekanizmalarına sahip olmasına rağmen görünüm benzerliğini kullanabildikleri yani jelleşme sonrasında akamadıkları tanıtılmaktadır. Yaygın olarak kullanılan gözlem yöntemi olan yarı katı halde, Selüloz eter jelinin mukavemetini değerlendirmek için jölenin mukavemetini değerlendirmeye yönelik rotasyon yöntemi ve vakum atılım yöntemi kullanılır ve yeni bir pozitif basınç atılım yöntemi eklenir. Bu dört yöntemin selüloz eter jel kuvvetinin belirlenmesinde uygulanabilirliği deneylerle analiz edildi. Sonuçlar, gözlem yönteminin selüloz eterin mukavemetini yalnızca niteliksel olarak değerlendirebildiğini, döndürme yönteminin selüloz eterin mukavemetini değerlendirmek için uygun olmadığını, vakum yönteminin sadece 0,1 MPa'nın altındaki mukavemete sahip selüloz eterin mukavemetini değerlendirebildiğini ve yeni eklenen pozitif basınç Bu yöntem, selüloz eter jelinin gücünü niceliksel olarak değerlendirebilir.

Anahtar kelimeler: jöle; selüloz eter jeli; kuvvet; yöntem

0.Önsöz

Polimer jöle bazlı profil kontrol maddeleri en yaygın olarak petrol sahası suyunun tıkanması ve profil kontrolünde kullanılır. Bununla birlikte, son yıllarda sıcaklığa duyarlı ve termal olarak geri dönüşümlü jel selüloz eter tıkama ve kontrol sistemi, ağır petrol rezervuarlarında su tıkama ve profil kontrolü için yavaş yavaş araştırmaların sıcak noktası haline geldi. . Selüloz eterin jel mukavemeti, oluşum tıkanmasının en önemli göstergelerinden biridir, ancak mukavemet test yöntemi için tek tip bir standart yoktur. Jöle gücünü değerlendirmek için yaygın olarak kullanılan yöntemler, örneğin gözlem yöntemi - jöle gücünü test etmek için doğrudan ve ekonomik bir yöntem; ölçülecek jel gücü seviyesini değerlendirmek için jöle gücü kod tablosunu kullanın; rotasyon yöntemi – yaygın olarak kullanılan aletler Brookfield viskozimetresi ve reometredir; Brookfield viskozimetre test numunesinin sıcaklığı 90°C ile sınırlıdır.°C; çığır açan vakum yöntemi - jeli kırmak için hava kullanıldığında, basınç göstergesinin maksimum okuması jelin gücünü temsil eder. Jölenin jelleşme mekanizması, polimer çözeltisine bir çapraz bağlama maddesinin eklenmesidir. Çapraz bağlama maddesi ve polimer zinciri, uzaysal bir ağ yapısı oluşturmak için kimyasal bağlarla bağlanır ve sıvı faz buna sarılır, böylece tüm sistem akışkanlığı kaybeder ve daha sonra dönüşür. Jöle için bu işlem geri döndürülemez ve kimyasal bir değişimdir. Selüloz eterin jel mekanizması, düşük sıcaklıkta, selüloz eterin makromoleküllerinin, sulu bir çözelti oluşturmak üzere hidrojen bağları yoluyla küçük su molekülleri ile çevrelenmesidir. Çözeltinin sıcaklığı arttıkça hidrojen bağları yıkılır ve büyük selüloz eter molekülleri moleküllerin hidrofobik grupların etkileşimi yoluyla bir araya gelerek jel oluşturması durumu fiziksel bir değişimdir. İkisinin jelleşme mekanizması farklı olsa da görünüm olarak benzer bir duruma sahiptir, yani üç boyutlu uzayda hareketsiz bir yarı katı hal oluşur. Jöle mukavemetini değerlendirme yönteminin, selüloz eter jelinin mukavemetini değerlendirmek için uygun olup olmadığının araştırılması ve deneysel olarak doğrulanması gerekir. Bu yazıda, selüloz eter jellerinin mukavemetini değerlendirmek için üç geleneksel yöntem kullanılmıştır: gözlem yöntemi, rotasyon yöntemi ve yarılma vakum yöntemi ve bu temelde pozitif basınçta bir yarılma yöntemi oluşturulmuştur.

1. Deneysel kısım

1.1 Ana deney ekipmanı ve aletleri

Elektrikli sabit sıcaklıkta su banyosu, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; yüksek sıcaklık ve yüksek basınç reometresi, MARS-III, Almanya HAAKE şirketi; sirkülasyon suyu çok amaçlı vakum pompası, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; sensör, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; basınç toplama sistemi, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; kolorimetrik tüp, 100 mL, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; yüksek sıcaklığa dayanıklı cam şişe, 120 mL, Schott Glass Works, Almanya; yüksek saflıkta nitrojen, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Deneysel numuneler ve hazırlık

Hidroksipropil metilselüloz eter, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; 2g, 3g ve 4g hidroksipropilmetilselüloz eteri 50 mL sıcak suda 80°C'de çözün.°C, iyice karıştırın ve 25 ekleyin°C50 mL soğuk su içerisinde numuneler tamamen çözülerek sırasıyla 0,02g/mL, 0,03g/mL ve 0,04g/mL konsantrasyonlara sahip selüloz eter çözeltileri oluşturuldu.

1.3 Selüloz eter jel mukavemet testinin deneysel yöntemi

(1) Gözlem yöntemiyle test edilmiştir. Deneyde kullanılan geniş ağızlı, yüksek sıcaklığa dayanıklı cam şişelerin kapasitesi 120 mL, selüloz eter çözeltisinin hacmi ise 50 mL'dir. Hazırlanan 0,02g/mL, 0,03g/mL ve 0,04g/mL konsantrasyonlu selüloz eter çözeltilerini yüksek sıcaklığa dayanıklı bir cam şişeye koyun, farklı sıcaklıklarda ters çevirin ve yukarıdaki üç farklı konsantrasyonu jel mukavemet koduna göre karşılaştırın. Selüloz eter sulu çözeltisinin jelleşme mukavemeti test edildi.

(2) Döndürme yöntemiyle test edilmiştir. Bu deneyde kullanılan test cihazı, yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı bir reometredir. %2 konsantrasyona sahip selüloz eter sulu çözeltisi seçilir ve test için bir tambura yerleştirilir. Isıtma hızı 5°C/10 dk, kesme hızı 50 s-1 ve test süresi 1 dk. , Isıtma aralığı 40~110°C.

(3) Çığır açan vakum yöntemiyle test edilmiştir. Jeli içeren kolorimetrik tüpleri bağlayın, vakum pompasını açın ve hava jelden geçtiğinde basınç göstergesinin maksimum değerini okuyun. Ortalama değeri elde etmek için her numune üç kez çalıştırılır.

(4) Pozitif basınç yöntemiyle test edin. Çığır açan vakum derecesi yöntemi ilkesine göre, bu deneysel yöntemi geliştirdik ve pozitif basınç atılımı yöntemini benimsedik. Jeli içeren kolorimetrik tüpleri bağlayın ve selüloz eter jelinin gücünü test etmek için bir basınç toplama sistemi kullanın. Deneyde kullanılan jel miktarı 50 mL, kolorimetrik tüpün kapasitesi 100 mL, iç çapı 3 cm, jel içerisine yerleştirilen dairesel tüpün iç çapı 1 cm, yerleştirme derinliği 3 cm'dir. Nitrojen silindirinin anahtarını yavaşça açın. Görüntülenen basınç verisi aniden ve keskin bir şekilde düştüğünde, jelin kırılması için gereken mukavemet değeri olarak en yüksek noktayı alın. Ortalama değeri elde etmek için her numune üç kez çalıştırılır.

2. Deneysel sonuçlar ve tartışma

2.1 Selüloz eterin jel mukavemetini test etmek için gözlem yönteminin uygulanabilirliği

Selüloz eterin jel mukavemetinin gözlem yoluyla değerlendirilmesi sonucunda derişimi 0,02 g/mL olan selüloz eter çözeltisi örnek alınarak sıcaklık 65°C olduğunda mukavemet seviyesinin A olduğu bilinebilir.°C ve sıcaklık 75'e ulaştığında sıcaklık arttıkça mukavemet artmaya başlar.°Cjel kıvamındadır, mukavemet derecesi B'den D'ye değişir ve sıcaklık 120°C'ye yükseldiğinde°C, mukavemet derecesi F olur. Bu değerlendirme yönteminin değerlendirme sonucunun sadece jelin mukavemet seviyesini gösterdiği ancak verileri jelin spesifik mukavemetini ifade etmek için kullanamadığı, yani niteliksel olduğu ancak nicel. Bu yöntemin avantajı, işlemin basit ve sezgisel olması ve gerekli kuvvetteki jelin bu yöntemle ucuz bir şekilde elenmesidir.

2.2 Selüloz eterin jel mukavemetini test etmek için döndürme yönteminin uygulanabilirliği

Çözelti 80°C'ye ısıtıldığında°C, çözeltinin viskozitesi 61 mPa'dır·s, daha sonra viskozite hızla artar ve maksimum 46 790 mPa değerine ulaşır.·100'de°C ve sonra güç azalır. Bu, daha önce gözlemlenen, hidroksipropil metilselüloz eter sulu çözeltisinin viskozitesinin 65°C'de artmaya başlaması olgusuyla tutarlı değildir.°C ve jeller 75 civarında görünür°C ve mukavemet artmaya devam ediyor. Bu olgunun nedeni, selüloz eterin jel mukavemeti test edilirken rotorun dönmesi nedeniyle jelin kırılması ve bunun sonraki sıcaklıklarda jel kuvvetine ilişkin yanlış verilere yol açmasıdır. Bu nedenle bu yöntem selüloz eter jellerinin mukavemetinin değerlendirilmesi için uygun değildir.

2.3 Selüloz eterin jel mukavemetini test etmek için çığır açan vakum yönteminin uygulanabilirliği

Selüloz eter jel kuvvetinin deneysel sonuçları çığır açan vakum yöntemiyle değerlendirildi. Bu yöntem rotorun dönmesini içermediğinden, rotorun dönmesinden kaynaklanan kolloidal kesme ve kırılma problemi önlenebilir. Yukarıdaki deneysel sonuçlardan, bu yöntemin jelin gücünü niceliksel olarak test edebildiği görülebilir. Sıcaklık 100 olduğunda°C, %4 konsantrasyonlu selüloz eter jelinin mukavemeti 0,1 MPa'dan (maksimum vakum derecesi) büyüktür ve mukavemet 0,1 MPa'dan fazla ölçülemez. Jelin kuvveti yani bu yöntemle test edilen jel kuvvetinin üst sınırı 0,1 MPa'dır. Bu deneyde selüloz eter jelinin mukavemeti 0,1 MPa'dan büyüktür, dolayısıyla bu yöntem selüloz eter jelinin mukavemetinin değerlendirilmesi için uygun değildir.

2.4 Selüloz eterin jel mukavemetini test etmek için pozitif basınç yönteminin uygulanabilirliği

Selüloz eter jel kuvvetinin deneysel sonuçlarını değerlendirmek için pozitif basınç yöntemi kullanıldı. Bu yöntemin, jeli 0,1 MPa'nın üzerinde bir kuvvetle niceliksel olarak test edebildiği görülmektedir. Deneyde kullanılan veri toplama sistemi, deneysel sonuçların vakum derecesi yöntemindeki yapay okuma verilerine göre daha doğru olmasını sağlar.

3. Sonuç

Selüloz eterin jel mukavemeti sıcaklığın artmasıyla birlikte genel bir artış eğilimi göstermiştir. Döndürme yöntemi ve çığır açan vakum yöntemi, selüloz eter jelinin mukavemetinin belirlenmesi için uygun değildir. Gözlem yöntemi, selüloz eter jelinin gücünü yalnızca niteliksel olarak ölçebilir ve yeni eklenen pozitif basınç yöntemi, selüloz eter jelinin gücünü niceliksel olarak test edebilir.