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《华东理工大学》 2011年
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低分子量羧甲基羟丙基瓜胶凝胶体系及其流变性研究

苏创  
【摘要】:本文以瓜胶片为原料,制备了羧甲基羟丙基瓜胶(CMHPG),并考察了其水溶液的流变特性;采用双氧水降解制备了低分子量羧甲基羟丙基瓜胶(LMW-CMHPG);研究了低分子量羧甲基羟丙基瓜胶与硼砂交联形成凝胶的过程,考察了凝胶体系的非降解破胶和再生性能,以及再生前后凝胶体系的流变性质;获得以下主要结论: 1)以瓜胶片为原料,醚化改性得到羧甲基羟丙基瓜胶(CMHPG)。明确了反应温度,反应时间,醚化剂用量,氢氧化钠用量等因素对产品物性的影响。获得较优工艺为:以35%-40%(wt%)乙醇水溶液为溶剂,溶剂与瓜胶片质量比为6:1;氢氧化钠与瓜胶片质量比为0.3:1,室温下碱化45min;醚化反应阶段羧甲基化试剂CA、羟丙基化试剂EP与瓜胶片质量比分别为0.4:1和0.3~0.4:1,反应温度75~80℃,反应时间180~210min。0.6%(wt%)的CMHPG溶液在剪切速率170s-1下粘度最高可达到140-150mPa.s,水不溶物含量明显降低。 2) CMHPG水溶液表现出剪切变稀性质,表观粘度随剪切速率的变化符合幂律模型。溶液的零剪切粘度随温度升高而降低,关系符合Arrhenius公式。CMHPG水溶液具有一定的耐酸碱性;NaCl和CaCl2对CMHPG水溶液粘度影响较大。 3)首次使用过氧化氢降解获得低分子量羧甲基羟丙基瓜胶。LMW-CMHPG的表观粘度与特性粘度随过氧化氢用量的增加而降低。LMW-CMHPG与硼砂在一定组成下可以交联形成稳定凝胶体系。明确了LMW-CMHPG浓度、硼砂浓度、pH等因素对凝胶体系的影响;该体系具有典型的剪切变稀性质,良好的粘弹性和触变性。 4)通过调节pH值,证明了硼交联LMW-CMHPG凝胶体系为可再生凝胶体系,再生后凝胶流变性质基本不变,具有良好的粘弹性、触变性和剪切变稀性。共转Jeffreys非线性本构方程可以描述凝胶体系的流动曲线,计算值与实验值吻合良好。 本文研究可望为新型可再生低分子量改性瓜胶凝胶压裂液应用提供流变学基础。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ427

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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7 苏创;低分子量羧甲基羟丙基瓜胶凝胶体系及其流变性研究[D];华东理工大学;2011年
8 康兰艳;CMC/PAAS水溶液的流变性研究及应用[D];华南理工大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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6 高阳;纤维压裂液流变及脉冲携砂性能研究[D];西南石油大学;2016年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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