روش تعیین قدرت ژل اتر سلولزی

برای اندازه گیری قدرتژل اتر سلولزاین مقاله معرفی می کند که اگرچه ژل اتر سلولز و عوامل کنترل پروفیل ژله مانند مکانیسم های ژل شدن متفاوتی دارند، اما می توانند از شباهت ظاهری استفاده کنند، یعنی نمی توانند پس از ژل شدن جریان پیدا کنند. روش چرخش و روش پیشرفت خلاء برای ارزیابی استحکام ژله برای ارزیابی استحکام ژل اتر سلولز استفاده می‌شود و روش جدید پیشرفت فشار مثبت اضافه می‌شود.کاربرد این چهار روش برای تعیین استحکام ژل اتر سلولز از طریق آزمایشات مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.نتایج نشان می دهد که روش مشاهده فقط می تواند استحکام اتر سلولز را به صورت کیفی ارزیابی کند، روش چرخشی برای ارزیابی استحکام اتر سلولز مناسب نیست، روش خلاء تنها می تواند استحکام اتر سلولز را با قدرت کمتر از 0.1 مگاپاسکال ارزیابی کند، و فشار مثبت جدید اضافه شده این روش می تواند استحکام ژل اتر سلولز را به صورت کمی ارزیابی کند.

کلید واژه ها: ژله؛ژل اتر سلولز؛استحکام - قدرت؛روش

0.پیشگفتار

عوامل کنترل پروفیل مبتنی بر ژله پلیمری بیشترین کاربرد را در مسدود کردن آب میدان نفتی و کنترل پروفیل دارند.با این حال، در سال‌های اخیر، سیستم اتصال و کنترل ژل سلولز اتر حساس به دما و برگشت‌پذیر حرارتی به تدریج به یک کانون تحقیقاتی برای مسدود کردن آب و کنترل پروفایل در مخازن نفت سنگین تبدیل شده است..استحکام ژل اتر سلولز یکی از مهم ترین شاخص ها برای پلاگین شدن تشکیل است، اما استاندارد یکسانی برای روش تست مقاومت آن وجود ندارد.روش‌های رایج برای ارزیابی قدرت ژله، مانند روش مشاهده - روشی مستقیم و مقرون به صرفه برای آزمایش استحکام ژله، از جدول کد قدرت ژله برای قضاوت در مورد میزان استحکام ژله‌ای که باید اندازه‌گیری شود، استفاده کنید.روش چرخش - ابزارهای رایج مورد استفاده ویسکومتر بروکفیلد و رئومتر هستند، دمای نمونه آزمایش ویسکومتر بروکفیلد در محدوده 90 محدود است.°جروش خلاء پیشرفت - هنگامی که هوا برای شکستن ژل استفاده می شود، حداکثر قرائت گیج فشار نشان دهنده قدرت ژل است.مکانیسم ژل شدن ژله، افزودن یک عامل اتصال عرضی به محلول پلیمری است.عامل اتصال متقابل و زنجیره پلیمری توسط پیوندهای شیمیایی به هم متصل می شوند تا یک ساختار شبکه فضایی ایجاد کنند و فاز مایع در آن پیچیده می شود، به طوری که کل سیستم سیالیت خود را از دست می دهد و سپس تبدیل می شود برای ژله، این فرآیند برگشت پذیر نیست یک تغییر شیمیایی استمکانیسم ژل اتر سلولز این است که در دمای پایین، ماکرومولکول‌های اتر سلولز توسط مولکول‌های کوچک آب از طریق پیوندهای هیدروژنی احاطه می‌شوند تا یک محلول آبی تشکیل دهند.با افزایش دمای محلول، پیوندهای هیدروژنی از بین می‌روند و مولکول‌های بزرگ اتر سلولز حالتی که در آن مولکول‌ها از طریق برهمکنش گروه‌های آبگریز برای تشکیل ژل به هم می‌رسند، یک تغییر فیزیکی است.اگرچه مکانیسم ژل شدن این دو متفاوت است، اما ظاهر حالتی مشابه دارد، یعنی حالت نیمه جامد غیر متحرک در فضای سه بعدی تشکیل می شود.اینکه آیا روش ارزیابی استحکام ژله برای ارزیابی استحکام ژل اتر سلولز مناسب است یا خیر، نیاز به بررسی و تأیید تجربی دارد.در این مقاله از سه روش سنتی برای ارزیابی استحکام ژل‌های اتر سلولزی استفاده می‌شود: روش مشاهده، روش چرخش و روش خلاء نفوذی و بر این اساس روش شکست فشار مثبت شکل می‌گیرد.

1. بخش تجربی

1.1 تجهیزات و ابزار آزمایشی اصلی

حمام آب با دمای ثابت الکتریکی، DZKW-S-6، Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.;رئومتر دما و فشار بالا MARS-III شرکت HAAKE آلمان;پمپ خلاء چند منظوره آب در گردش، SHB-III، Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.;سنسور، DP1701-EL1D1G، Baoji Best Control Technology Co., Ltd.;سیستم جذب فشار، شرکت فناوری شاندونگ ژونگشی داشییی، آموزشی ویبولیتین؛لوله رنگ سنجی، 100 میلی لیتر، Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.;بطری شیشه ای مقاوم در برابر درجه حرارت بالا، 120 میلی لیتر، Schott Glass Works، آلمان؛نیتروژن با خلوص بالا، Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 نمونه های آزمایشی و آماده سازی

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر، 60RT400، Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.;2 گرم، 3 گرم و 4 گرم اتر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز را در 50 میلی لیتر آب داغ با دمای 80 حل کنید.℃خوب هم بزنید و 25 تا اضافه کنید℃از 50 میلی‌لیتر آب سرد، نمونه‌ها به‌طور کامل حل شدند تا محلول‌های اتر سلولز با غلظت‌های 0.02 گرم در میلی‌لیتر، 0.03 گرم در میلی‌لیتر و 0.04 گرم در میلی‌لیتر تشکیل شود.

1.3 روش آزمایشی تست استحکام ژل اتر سلولز

(1) با روش مشاهده آزمایش شده است.ظرفیت بطری های شیشه ای با دهانه گشاد مقاوم در برابر دمای بالا مورد استفاده در آزمایش 120 میلی لیتر و حجم محلول اتر سلولز 50 میلی لیتر است.محلول های سلولز اتر آماده شده را با غلظت های 0.02 گرم در میلی لیتر، 0.03 گرم در میلی لیتر و 0.04 گرم در میلی لیتر در یک بطری شیشه ای مقاوم در برابر دمای بالا قرار داده، آن را در دماهای مختلف معکوس کرده و سه غلظت مختلف فوق را با توجه به کد قدرت ژل مقایسه کنید. قدرت ژل شدن محلول آبی سلولز اتر مورد آزمایش قرار گرفت.

(2) با روش چرخش آزمایش شده است.ابزار تست مورد استفاده در این آزمایش یک رئومتر با دمای بالا و فشار بالا می باشد.محلول آبی اتر سلولز با غلظت 2 درصد انتخاب شده و برای آزمایش در یک درام قرار می گیرد.نرخ گرمایش 5 است℃/10 دقیقه، نرخ برش 50 ثانیه و زمان آزمایش 1 دقیقه است.، محدوده گرمایش 40 است～110℃.

(3) با روش خلاء پیشرفت آزمایش شده است.لوله های رنگ سنجی حاوی ژل را به هم وصل کنید، پمپ خلاء را روشن کنید و زمانی که هوا از ژل می شکند، حداکثر قرائت گیج فشار را بخوانید.هر نمونه سه بار برای به دست آوردن مقدار متوسط ​​عمل می کند.

(4) تست با روش فشار مثبت.با توجه به اصل روش درجه خلاء پیشرفت، ما این روش تجربی را بهبود بخشیده ایم و روش شکست فشار مثبت را اتخاذ کرده ایم.لوله های رنگ سنجی حاوی ژل را به هم وصل کنید و از یک سیستم جذب فشار برای تست استحکام ژل اتر سلولز استفاده کنید.مقدار ژل استفاده شده در آزمایش 50 میلی لیتر، ظرفیت لوله رنگ سنجی 100 میلی لیتر، قطر داخلی 3 سانتی متر، قطر داخلی لوله دایره ای وارد شده در ژل 1 سانتی متر و عمق درج 3 سانتی متر است.سوئیچ سیلندر نیتروژن را به آرامی روشن کنید.هنگامی که داده های فشار نمایش داده شده به طور ناگهانی و شدید کاهش می یابد، بالاترین نقطه را به عنوان مقدار مقاومت مورد نیاز برای شکستن ژل در نظر بگیرید.هر نمونه سه بار عمل می کند تا مقدار متوسط ​​بدست آید.

2. نتایج تجربی و بحث

2.1 کاربرد روش مشاهده برای آزمایش استحکام ژل اتر سلولز

در نتیجه ارزیابی استحکام ژل اتر سلولز با مشاهده، با استفاده از محلول اتر سلولز با غلظت 0.02 گرم در میلی لیتر به عنوان مثال، می توان فهمید که سطح استحکام زمانی که دما 65 باشد A است.°C، و با افزایش دما، هنگامی که دما به 75 می رسد، استحکام شروع به افزایش می کند℃، حالت ژل را ارائه می دهد ، درجه استحکام از B به D تغییر می کند و هنگامی که دما به 120 می رسد.℃درجه استحکام F می شود. مشاهده می شود که نتیجه ارزیابی این روش ارزیابی فقط سطح قدرت ژل را نشان می دهد، اما نمی تواند از داده ها برای بیان استحکام خاص ژل استفاده کند، یعنی کیفی است اما نه. کمیمزیت این روش این است که عملیات ساده و شهودی است و ژل با استحکام لازم را می توان با این روش ارزان غربال کرد.

2.2 کاربرد روش چرخش برای آزمایش استحکام ژل اتر سلولز

وقتی محلول تا 80 گرم شد°C، ویسکوزیته محلول 61 میلی پاسکال است·s، سپس ویسکوزیته به سرعت افزایش می یابد و به حداکثر مقدار 46 790 mPa می رسد.·s در 100°C، و سپس قدرت کاهش می یابد.این با پدیده مشاهده شده قبلی که ویسکوزیته محلول آبی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر شروع به افزایش در 65 می کند ناسازگار است.°C و ژل ها در حدود 75 ظاهر می شوند°C و قدرت همچنان افزایش می یابد.دلیل این پدیده این است که ژل به دلیل چرخش روتور هنگام آزمایش استحکام ژل اتر سلولز شکسته می شود و در نتیجه داده های نادرست از قدرت ژل در دماهای بعدی به دست می آید.بنابراین این روش برای ارزیابی استحکام ژل های اتر سلولزی مناسب نیست.

2.3 کاربرد روش خلاء پیشرفت برای آزمایش استحکام ژل اتر سلولز

نتایج تجربی استحکام ژل اتر سلولز با روش خلاء پیشرفت ارزیابی شد.این روش شامل چرخش روتور نمی شود، بنابراین می توان از مشکل برش کلوئیدی و شکستگی ناشی از چرخش روتور جلوگیری کرد.از نتایج تجربی بالا می توان دریافت که این روش می تواند استحکام ژل را به صورت کمی آزمایش کند.وقتی دما 100 است°C، استحکام ژل اتر سلولز با غلظت 4% بیشتر از 0.1 مگاپاسکال (حداکثر درجه خلاء) است و قدرت را نمی توان بیشتر از 0.1 مگاپاسکال اندازه گیری کرد.استحکام ژل یعنی حد بالایی استحکام ژل تست شده با این روش 0.1 مگاپاسکال است.در این آزمایش استحکام ژل اتر سلولز بیشتر از 0.1 مگاپاسکال است، بنابراین این روش برای ارزیابی قدرت ژل اتر سلولز مناسب نیست.

2.4 کاربرد روش فشار مثبت برای آزمایش استحکام ژل اتر سلولز

برای ارزیابی نتایج تجربی استحکام ژل اتر سلولز از روش فشار مثبت استفاده شد.مشاهده می شود که این روش می تواند ژل با قدرت بالای 0.1 مگاپاسکال را به صورت کمی آزمایش کند.سیستم جمع‌آوری داده‌های مورد استفاده در آزمایش، نتایج تجربی را دقیق‌تر از داده‌های خواندن مصنوعی در روش درجه خلاء می‌کند.

3. نتیجه گیری

استحکام ژل اتر سلولز یک روند کلی افزایشی با افزایش دما نشان داد.روش چرخشی و روش خلاء پیشرفت برای تعیین قدرت ژل اتر سلولز مناسب نیست.روش مشاهده فقط می تواند به صورت کیفی استحکام ژل اتر سلولز را اندازه گیری کند و روش فشار مثبت جدید اضافه شده می تواند استحکام ژل اتر سلولز را به صورت کمی آزمایش کند.