ການສັງເຄາະ ແລະຄຸນສົມບັດທາງລິດວິທະຍາຂອງ Hydroxyethyl Cellulose Ether

ໃນທີ່ປະທັບຂອງ catalyst alkali ທີ່ເຮັດດ້ວຍຕົນເອງ, hydroxyethyl ອຸດສາຫະກໍາ cellulose ຖືກປະຕິກິລິຍາດ້ວຍ N-(2,3-epoxypropyl)trimethylammonium chloride (GTA) cationization reagent ເພື່ອກະກຽມການທົດແທນ ammonium quaternary ສູງໂດຍວິທີການແຫ້ງຂອງເກືອປະເພດ Hydroxyethyl cellulose ether (HEC).ຜົນກະທົບຂອງອັດຕາສ່ວນຂອງ GTA ກັບ hydroxyethyl cellulose (HEC), ອັດຕາສ່ວນຂອງ NaOH ກັບ HEC, ອຸນຫະພູມຕິກິຣິຍາ, ແລະເວລາຕິກິຣິຍາກ່ຽວກັບປະສິດທິພາບຂອງຕິກິຣິຍາໄດ້ຖືກສືບສວນດ້ວຍແຜນການທົດລອງທີ່ເປັນເອກະພາບ, ແລະເງື່ອນໄຂຂະບວນການທີ່ດີທີ່ສຸດໄດ້ຮັບໂດຍຜ່ານການ Monte. ການຈຳລອງ Carlo.ແລະປະສິດທິພາບຕິກິຣິຍາຂອງ cationic etherification reagent ບັນລຸ 95% ໂດຍຜ່ານການກວດສອບການທົດລອງ.ໃນເວລາດຽວກັນ, ຄຸນສົມບັດ rheological ຂອງມັນໄດ້ຖືກປຶກສາຫາລື.ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການແກ້ໄຂຂອງHEC ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນລັກສະນະຂອງນ້ໍາທີ່ບໍ່ແມ່ນ Newtonian, ແລະຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງມັນເພີ່ມຂຶ້ນດ້ວຍການເພີ່ມຂື້ນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງການແກ້ໄຂ;ໃນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນທີ່ແນ່ນອນຂອງການແກ້ໄຂເກືອ, ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງHEC ຫຼຸດລົງດ້ວຍການເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເກືອ.ພາຍໃຕ້ອັດຕາ shear ດຽວກັນ, ຄວາມຫນືດປາກົດຂື້ນຂອງHEC ໃນລະບົບການແກ້ໄຂ CaCl2 ແມ່ນສູງກວ່າHEC ໃນ​ລະ​ບົບ​ການ​ແກ້​ໄຂ NaCl​.

ຄໍາສໍາຄັນ:Hydroxyethylcellulose ether;ຂະບວນການແຫ້ງ;ຄຸນສົມບັດ rheological

Cellulose ມີລັກສະນະຂອງແຫຼ່ງອຸດົມສົມບູນ, biodegradability, biocompatibility ແລະ derivatization ງ່າຍ, ແລະເປັນຈຸດສຸມການຄົ້ນຄວ້າໃນຫຼາຍຂົງເຂດ.cellulose cationic ແມ່ນຕົວແທນທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດຂອງ cellulose derivatives.ໃນບັນດາໂພລີເມີຊີຊີຕິກສໍາລັບຜະລິດຕະພັນປ້ອງກັນສ່ວນບຸກຄົນທີ່ລົງທະບຽນໂດຍ CTFA ຂອງສະມາຄົມອຸດສາຫະກໍາເຄື່ອງຫອມ, ການບໍລິໂພກຂອງມັນແມ່ນຄັ້ງທໍາອິດ.ມັນສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນສານເຕີມແຕ່ງເຄື່ອງປັບຜົມ, softeners, ເຈາະ shale hydration inhibitors ແລະສານຕ້ານການ coagulation ເລືອດແລະຂົງເຂດອື່ນໆ.

ໃນປັດຈຸບັນ, ວິທີການກະກຽມຂອງ quaternary ammonium cationic hydroxyethyl cellulose ether ແມ່ນວິທີການລະລາຍ, ເຊິ່ງຕ້ອງການສານລະລາຍອິນຊີທີ່ມີລາຄາແພງຫຼາຍ, ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫຼາຍ, ບໍ່ປອດໄພ, ແລະເຮັດໃຫ້ເກີດມົນລະພິດຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ.ເມື່ອປຽບທຽບກັບວິທີການລະລາຍ, ວິທີການແຫ້ງມີຂໍ້ດີທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງຂະບວນການງ່າຍດາຍ, ປະສິດທິພາບຕິກິຣິຍາສູງ, ແລະມົນລະພິດສິ່ງແວດລ້ອມຫນ້ອຍ.ໃນເອກະສານນີ້, cationic cellulose ether ໄດ້ຖືກສັງເຄາະໂດຍວິທີການແຫ້ງແລະພຶດຕິກໍາ rheological ຂອງມັນໄດ້ຖືກສຶກສາ.

1. ພາກສ່ວນທົດລອງ

1.1 ວັດສະດຸ ແລະທາດປະສົມ

Hydroxyethyl cellulose (ຜະລິດຕະພັນອຸດສາຫະກໍາ HEC, ລະດັບການທົດແທນໂມເລກຸນ DS ແມ່ນ 1.8 ~ 2.0);cationization reagent N-(2,3-epoxypropyl)trimethylammonium chloride (GTA), ການກະກຽມຈາກ epoxy chloride Propane ແລະ trimethylamine ແມ່ນເຮັດດ້ວຍຕົນເອງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສະເພາະໃດຫນຶ່ງ;catalyst alkali ທີ່ເຮັດດ້ວຍຕົວເອງ;ເອທານອນ ແລະອາຊິດ acetic glacial ແມ່ນບໍລິສຸດການວິເຄາະ;NaCl, KCl, CaCl2, ແລະ AlCl3 ແມ່ນສານເຄມີທີ່ບໍລິສຸດ.

1.2 ການ​ກະ​ກຽມ​ຂອງ quaternary ammonium cationic cellulose​

ຕື່ມ 5g ຂອງ cellulose hydroxyethyl ແລະປະລິມານທີ່ເຫມາະສົມຂອງທາດເລັ່ງລັດ alkali homemade ເຂົ້າໄປໃນກະບອກເຫຼັກກ້າກະບອກທີ່ມີ stirrer, ແລະ stir ສໍາລັບ 20 ນາທີຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ;ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ເພີ່ມຈໍານວນທີ່ແນ່ນອນຂອງ GTA, ສືບຕໍ່ stirring ສໍາລັບ 30 ນາທີໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ແລະ react ໃນອຸນຫະພູມສະເພາະໃດຫນຶ່ງແລະເວລາ, ຜະລິດຕະພັນ crude ແຂງໂດຍພື້ນຖານແມ່ນໄດ້ຮັບ.ຜະລິດຕະພັນດິບແມ່ນແຊ່ນ້ໍາໃນການແກ້ໄຂເອທານອນທີ່ມີປະລິມານທີ່ເຫມາະສົມຂອງອາຊິດອາຊິດ, ການກັ່ນຕອງ, ລ້າງ, ແລະແຫ້ງແລ້ງເພື່ອໃຫ້ໄດ້ quaternary ammonium cationic cellulose.

1.3 ການກໍານົດສ່ວນຫນຶ່ງຂອງມະຫາຊົນໄນໂຕຣເຈນຂອງ quaternary ammonium cationic hydroxyethyl cellulose

ອັດຕາສ່ວນມະຫາຊົນຂອງໄນໂຕຣເຈນຢູ່ໃນຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກກໍານົດໂດຍວິທີການ Kjeldahl.

2. ການທົດລອງການອອກແບບແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການສັງເຄາະແຫ້ງ

ວິທີການອອກແບບເອກະພາບໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການອອກແບບທົດລອງ, ແລະຜົນກະທົບຂອງອັດຕາສ່ວນຂອງ GTA ກັບ hydroxyethyl cellulose (HEC), ອັດຕາສ່ວນຂອງ NaOH ກັບ HEC, ອຸນຫະພູມຕິກິຣິຍາແລະເວລາປະຕິກິລິຢາປະສິດທິພາບຂອງຕິກິຣິຍາໄດ້ຖືກສືບສວນ.

3. ການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດ rheological

3.1 ອິດທິພົນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນແລະຄວາມໄວການຫມຸນ

ເອົາຜົນກະທົບຂອງອັດຕາການຂັດຕໍ່ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງHEC ໃນ​ຕົວ​ຢ່າງ​ທີ່​ແຕກ​ຕ່າງ​ກັນ Ds = 0.11, ມັນ​ສາ​ມາດ​ເຫັນ​ໄດ້​ວ່າ​ເປັນ​ການ​ຫຼຸດ​ລົງ​ຂອງ​ອັດ​ຕາ​ການ​ຄ່ອຍໆ​ເພີ່ມ​ຂຶ້ນ​ຈາກ 0.05 ກັບ 0.5 s​-1, ຄວາມ​ຫນືດ​ທີ່​ຊັດ​ເຈນ​ຂອງHEC ການແກ້ໄຂຫຼຸດລົງ, ໂດຍສະເພາະຢູ່ທີ່ 0.05 ~ 0.5s-1 ຄວາມຫນືດທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຫຼຸດລົງຈາກ 160MPa.·s ເຖິງ 40MPa·s, shear thinning, ຊີ້ບອກວ່າການHEC ການແກ້ໄຂທີ່ມີນ້ໍາສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດ rheological ທີ່ບໍ່ແມ່ນ Newtonian.ຜົນ​ກະ​ທົບ​ຂອງ​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ shear ທີ່​ນໍາ​ໃຊ້​ແມ່ນ​ເພື່ອ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ຜົນ​ບັງ​ຄັບ​ໃຊ້​ການ​ພົວ​ພັນ​ລະ​ຫວ່າງ particles ຂອງ​ໄລ​ຍະ​ກະ​ຈາຍ​ໄດ້​.ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສະເພາະໃດຫນຶ່ງ, ແຮງດັນຫຼາຍ, ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຫຼາຍ.

ມັນຍັງສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກ viscosities ປາກົດຂື້ນຂອງ 3% ແລະ 4%HEC ການແກ້ໄຂນ້ໍາທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງມະຫາຊົນແມ່ນຕາມລໍາດັບ 3% ແລະ 4% ໃນອັດຕາ shear ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.ຄວາມຫນືດທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຂອງການແກ້ໄຂຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມສາມາດໃນການເພີ່ມຄວາມຫນືດຂອງມັນເພີ່ມຂຶ້ນກັບຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນ.ເຫດຜົນແມ່ນຍ້ອນວ່າຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນເພີ່ມຂຶ້ນໃນລະບົບການແກ້ໄຂ, ການ repulsion ເຊິ່ງກັນແລະກັນລະຫວ່າງໂມເລກຸນຂອງລະບົບຕ່ອງໂສ້ຕົ້ນຕໍຂອງ.HEC ແລະລະຫວ່າງຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະຄວາມຫນືດທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນເພີ່ມຂຶ້ນ.

3.2 ຜົນກະທົບຂອງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງເກືອເພີ່ມ

ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງHEC ໄດ້ຖືກສ້ອມແຊມຢູ່ທີ່ 3%, ແລະຜົນກະທົບຂອງການເພີ່ມເກືອ NaCl ກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດຄວາມຫນືດຂອງການແກ້ໄຂໄດ້ຖືກສືບສວນໃນອັດຕາ shear ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄວາມຫນືດທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຫຼຸດລົງດ້ວຍການເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເກືອທີ່ເພີ່ມ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະກົດການ polyelectrolyte ຢ່າງຊັດເຈນ.ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າສ່ວນຫນຶ່ງຂອງ Na+ ໃນການແກ້ໄຂເກືອຖືກຜູກມັດກັບ anion ຂອງHEC ຕ່ອງໂສ້ຂ້າງ.ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງການແກ້ໄຂເກືອຫຼາຍຂື້ນ, ລະດັບຂອງຄວາມເປັນກາງຫຼືການປ້ອງກັນ polyion ດ້ວຍການຕ້ານການ, ແລະການຫຼຸດຜ່ອນການ repulsion electrostatic, ຜົນອອກມາໃນການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງ polyion ໄດ້., ລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີຫຼຸດລົງແລະ curls, ແລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນທີ່ປາກົດຂື້ນຫຼຸດລົງ.

3.3 ຜົນກະທົບຂອງເກືອເພີ່ມທີ່ແຕກຕ່າງກັນກ່ຽວກັບ

ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກອິດທິພົນຂອງສອງເກືອທີ່ເພີ່ມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, Nacl ແລະ CaCl2, ກ່ຽວກັບຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງທາດປະສົມ.HEC ການແກ້ໄຂທີ່ຄວາມຫນືດທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຫຼຸດລົງດ້ວຍການເພີ່ມເກືອ, ແລະໃນອັດຕາ shear ດຽວກັນ, ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງທາດປະສົມ.HEC ການແກ້ໄຂໃນລະບົບການແກ້ໄຂ CaCl2 ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນແມ່ນສູງກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍHEC ການແກ້ໄຂໃນລະບົບການແກ້ໄຂ NaCl.ເຫດຜົນແມ່ນວ່າເກືອທາດການຊຽມເປັນ ion divalent, ແລະມັນງ່າຍຕໍ່ການຜູກມັດໃນ Cl- ຂອງຕ່ອງໂສ້ຂ້າງ polyelectrolyte.ການປະສົມປະສານຂອງກຸ່ມ ammonium quaternary ສຸດHEC ກັບ Cl- ແມ່ນຫຼຸດລົງ, ແລະ shielding ແມ່ນຫນ້ອຍ, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີແມ່ນສູງຂຶ້ນ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ repulsion electrostatic ໃນຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີມີຂະຫນາດໃຫຍ່, ແລະຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີແມ່ນ stretched, ດັ່ງນັ້ນຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນແມ່ນສູງກວ່າ.

4. ບົດສະຫຼຸບ

ການກະກຽມແຫ້ງຂອງ cellulose cationic ທົດແທນສູງແມ່ນວິທີການກະກຽມທີ່ເຫມາະສົມກັບການດໍາເນີນງານງ່າຍດາຍ, ປະສິດທິພາບຕິກິຣິຍາສູງ, ແລະມົນລະພິດຫນ້ອຍ, ແລະສາມາດຫຼີກເວັ້ນການບໍລິໂພກພະລັງງານສູງ, ມົນລະພິດສິ່ງແວດລ້ອມ, ແລະສານພິດທີ່ເກີດຈາກການນໍາໃຊ້ຂອງ solvents.

ການແກ້ໄຂຂອງ cationic cellulose ether ນໍາສະເຫນີລັກສະນະຂອງນ້ໍາທີ່ບໍ່ແມ່ນ Newtonian ແລະມີລັກສະນະຂອງ shear thinning;ເມື່ອຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງການແກ້ໄຂເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມຫນືດທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງມັນເພີ່ມຂຶ້ນ;ໃນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນທີ່ແນ່ນອນຂອງການແກ້ໄຂເກືອ,HEC ຄວາມຫນືດທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນເພີ່ມຂຶ້ນດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນແລະຫຼຸດລົງ.ພາຍໃຕ້ອັດຕາ shear ດຽວກັນ, ຄວາມຫນືດປາກົດຂື້ນຂອງHEC ໃນລະບົບການແກ້ໄຂ CaCl2 ແມ່ນສູງກວ່າHEC ໃນ​ລະ​ບົບ​ການ​ແກ້​ໄຂ NaCl​.