聚丙烯酰胺稀溶液的粘度与剪切速率的关系的研究

发布日期:2014-12-26 14:10:32
聚丙烯酰胺稀溶液的粘度与剪切速率的关系的研究:
聚丙烯酰胺稀溶液的粘度与剪切速率的关系的研究,水溶性高聚物聚丙烯酰胺(P AM )和部分水解聚丙嫌醜胺(PHP )的水溶液是一种假 塑性流体,其粘度值随剪切速率(f)变化.Shamki等采用四球粘度计研究了 PAM水 溶液的变化规律ll].本工作根据同一原理设计了五球粘度计,使剪切速率的范围扩大为
166.5(丄)一1020 (丄),除对PAM还对PHP进行了研究,聚丙烯酰胺稀溶液的粘度与剪切速率的关系的研究,把水改为实用性更强
SS
的1120-、&>103, H20 —NaCl和H20-NaN03-乙醇胺溶剂体系.结果表明,相对 粘度特性粘数h]和^的关系,其基本规律与Shamki的纯水体系相近,^、h】 随^的增大而降低,当纟增大到某一值后,h]趋于定值.这一结果为粘度法准确测定 PAM和PHP的[J/]和分子量及粘度计的选择提供了依据.本工作对油田开发等领域, 如PAM, PHP水溶液在多孔介质中的流动行为的研究有一定的意义.
1.试剂和仪器
PAM试样1,,为364万;PHP试样2,瓦为300万水解度分别为2-1,3.9%, 2-2,18.6%和2-3, 24.1 %,该PHP试样由同一 PAM,经温和水解制得,可认 为其真实分子量相同.NaN03, AR; NaCUAR;乙醇胺,CP.
128^/v
npghd4
y=
4v
7C//?3
(2)
五球粘度计,见图L毛细管直径为〇.59mm,长度为26 cm,通过计算和测定,聚丙烯酰胺稀溶液的粘度与剪切速率的关系的研究,由 公式(1)、(2)求出各球对于纯水的流经时间?,剪切速率f等参数,如表1所示.
式中各项分别表示纯水粘度、密度,毛细管长度、直径、半径,小球体积,高度及重力加速度.
Tab.l Parameters of the Five Balls Viscometer
No.l2345
K(ml)4.83.52.51.50,75
H (cm)14.79*26.74.42.4
“s)233.4272*0266.8243.8223.4
y (1/s)1020.1638,2464.8305.2166.5
* 1993年3月11日收到
2.实验步骤
采用国家标准GB12005.1 -89《聚丙烯酰胺特性粘数的测定方法糾21分别测定对应 于每个球的PAM, PHP溶液不同浓度下的流经时间^ ~ h及溶剂流经时间^测 定时取待测液20ml,稀释时依次加人溶剂10、10、20、20ml,使用两只秒表连续测
定.完成一次测定,可以得到对应于每个球的五组数据,分别计算其
M,用外推法求出对应于各球的h]. c
f的确定:将(2)式具体化为(3)式,代人相应小球的体积和不同浓度下
的流经时间r(s),算得各自的7’值.
.4VV
y=: = 4.96 x 1〇4 — (s-1)(3)
3.14 x (y x 0.59 x 101)3/1
3.结果与讨论
以PAM试样1的H20 -IN NaCl溶液用五球粘度计进行稀释法测定,根据所测得 的流经时间计算各球的剪切速率y_和ln^,以y’为横坐标,以lnt为纵坐标作图,得图2.
由图2可见,In//,随7的_增大缓慢下降,并逐渐趋于定值.以各球的■和
CC
为相对浓度)为纵坐标,以c'为横坐标作图,得图3.由图3求得对应于各球的五个特性 粘数[…,聚丙烯酰胺稀溶液的粘度与剪切速率的关系的研究,以h]为纵坐标,以各球不同浓度下的剪切速率的平均值丨为横坐标作图, 得图4.
 
由图4可见,h]随y'的增大而减小,当在700附近时,[»?]趋于8•以上结果表明, PAM的H20 - IN NaCl溶液为一典型的假塑性流体,在低剪切速率区f增大粘度下 降,逐渐发生流动取向,值在700左右已完成流动取向,之后进入第二牛顿流动区, 粘度已不随变化.
取真实分子量相同(忽略侧基的影响)、水解度不同的PHP试样2—1,2-2, 2-3, 采用上述方法进行相同的测定和数据处理,得图5.
x(l/s)
Fig.6 Relationship of [~ 7 for H2O - 1N Fig.5 Graph offor H2〇-IN NaCl PHP systemNaN〇3-〇.l% ethanolamine system
由图5可见,不同水解度的PHP的H2〇-IN NaCl溶液的规律和PAM相同,也呈 现假塑性流动行为,当^在700以后曲线变得平直,得到各自的由其水解度决定的h] 值.图5中的三个样品2-1、2-2、2-3是用同一个真实分子量为300万[…为7.02的
PAM母体经水解制得的不同水解度的产物,在第二牛顿区其[…值分别为9,12和12.8. 由图5还可看到,水解度不同的样品,[//]下降的幅度不同,由球5到球1、2-1由 10.1降至9,2-2由13.3降至12,2-3由15降至12.8.在本工作范围内,水解度越高, 粘度值下降越大.在聚合物三次采油中,PHP水溶液在多孔砂岩的流动中剪切速率很 低,使用水解度25 %左右的PHP会造成比用粘度法测定的h]更高的粘度,这对驱 油是非常有利的.
以上结果也说明,在用粘度法测定PAM和PHP的h]和分子量时,其剪切速率 必须要落在第二牛顿流动区内,使用流经时间过长,纟值太低的粘度计会造成[/?]过高 的假象,而且结果不易重复.我们在制定PAM的[M测定方法的国标时,选用了流经 时间为100 —130 s,小球体积为4 ml,毛细管直径为0.55 —0.56 mm的标准粘度计, 在PAM和PHP溶液的实测中,一方面可以不必进行动能校正,又能使值在1000左 右,落在了第二牛顿流动区内.
用H20 - IN NaCl和H20 - IN NaN03体系对同一 PAM和PHP样品进行测定,
其结果基本相同,由51. Rice公式:
[…B r⑷
(c)7
可以看到,U]仅与外加盐浓度有关[31,即主要取决于离子强度,聚丙烯酰胺稀溶液的粘度与剪切速率的关系的研究,所以两体系差别不大. 在原有体系中加入〇. 1 %的乙醇胺后进行测定,结果如图6所示.
少量乙醇胺的加入可以抑制硅胶等无机物表面对PAM和PHP的吸附[4i.图6指 出,乙醇胺的存在使h]在低y'区升高很大,这可能是由于乙醇胺可以和PAM形成较 弱的氢键交联,在低〖区,呈现出较大的h],随7_增大,这种氢键交联破坏,而使[… 值趋于定值.当^值在150左右时,[W由8.0升高至10.3,这对于聚合物驱油是非常有 利的,这些工作正在进行中.
本文推荐企业:bbo必博_bbo必博官网_bbo必博娱乐(http://www.elparais.com/),是专业的阴离子聚丙烯酰胺阳离子聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺生产厂家,专业生产聚丙烯酰胺,阴离子聚丙烯酰胺,阳离子聚丙烯酰胺,非离子聚丙烯酰胺。拥有雄厚的技术力量,先进的生产工艺和设备。东达聚合物有限公司全体员工为海内外用户提供高技术,高性能,高质量的聚丙烯酰胺产品。专业聚丙烯酰胺生产厂家:bbo必博_bbo必博官网_bbo必博娱乐热忱欢迎国内外广大客户合作共赢。