ОЦЕНКА СПОСОБНОСТИ РЕЗИНЫ НА ОСНОВЕ БНК К ПОВТОРНОМУ НАБУХАНИЮ ПРИ КОНТАКТЕ С ВОДОЙ И ВОДНЫМИ РАСТВОРАМИ ХЛОРИДА НАТРИЯ
Дата публикации 20.10.2021
Ключевые слова
- ВОДОНАБУХАЮЩИЕ ЭЛАСТОМЕРЫ,
- ВОДОНАБУХАЮЩИЙ РЕАГЕНТ,
- ПАКЕР,
- СТЕПЕНЬ НАБУХАНИЯ,
- водный раствор NaCl
Как цитировать
Copyright (c) 2021 Журнал «Каучук и резина»
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Аннотация
Исследовали способность водонабухающей резины (ВР) на основе бутадиен-нитрильного каучука к повторному набуханию в воде и водных растворах NaCl. ВР модифицировали комбинацией натрий-карбоксиметилцеллюлозы и сополимера акриламида с акрилатом калия. Вулканизацию ВР при температуре 150 °С изучали на безроторном реометре MonTech MDR 3000 Professional. Физико-механические свойства вулканизатов определяли на разрывной машине Zwick \ Roell Z010 при скорости испытания 500 мм/мин. Определяли также твердость, сопротивление раздиру и изменения массы ВР (∆m) в процессе экспозиции в воде и водных растворах NaCl при комнатной температуре по ГОСТ 9.030-74. Количество и размер пор до и после набухания и элементный состав (содержание Κ, Na и Cl) ВР, высушенных после набухания образцов, изучали с помощью электронной микроскопии (Versa 3D) Значения общей плотности поперечных связей νt вычисляли из данных по динамическому модулю сдвига, а плотность химических связей νch определяли по данным равновесного набухания в толуоле по уравнению Флори-Ренера. Установлено, что наибольшая воспроизводимость набухания при повторной экспозиции (наименьшая разница в значениях ∆m) имеет место при воздействии растворов NaCl с увеличенной концентрации соли. В результате экспозиции образцов в водных солевых растворах образуются поры меньшего размера по сравнению с образцами, контактировавшими с водой, при этом Κ в образцах практически не обнаруживаются. Предположено, что это связано с частичным вымыванием сополимера акриламида с акрилатом калия, а также из-за обмена ионов Κ на Na.
Библиографические ссылки
- Mody, R., D. Gerrard, J. Goodson. Elastomers in the Oil Field // Rubber Chemistry and Technology. 2013. V. 86. N 3. P. 449.
- Karmanova O.V., Moskalev A.S., Tikhomirov S.G et al. The Composition and Technological Aspects of Obtaining Water-Swelling Elastomeric Materials // Advanced Materials & Technologies. 2019. N1. P.45.
- Akhtar M., Qamar S.Z., Pervez T. et al. Performance evaluation of swelling elastomer seals. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2018. V. 165 N 9 Р. 127.
- https://www.tamintl.com/products/swellable-packers/overview-7.html.
- Пат. 2362006 РФ: МКИ E 21 B 33/127.
- Пат. 20090084550A1 США: МКИ C 08 L 1/284.
- Пат. 2683462 РФ: МКИ C 08 K 3/04.
- Пат. 2685350 РФ: МКИ C 08 L 9/06.
- Новаков И.А., Ваниев М.А., Лопатина С.С. и др. Состояние и тенденции развития производства и применения водо- и нефтенабухающих эластомеров для пакерного оборудования // Каучук и резина. 2019. Т. 78. № 4. С. 228.
- Лопатина С.С., Ваниев М.А., Сычев Н.В. и др. Эффективность применения гидролизованного полиакриламида и сополимера акриламида с акрилатом калия в качестве водонабухающих реагентов резин // Мат. ХV междунар. науч.-практ. конф. «Новые полимерные композиционные материалы. Микитаевские чтения». (Нальчик, 2019). С. 259.
- Vaniev M.A., Lopatina S.S., Sy'chev N.V. et al. Properties of Water-Swellable Compounds Based on Nitrile Rubber with Varied Acrylonitrile Content // Rubber Chemistry & Technology Journal. 2021. 94 (3). Р. 591.
- Kraus G. Swelling of filler-reinforced vulcanizates // J. Appl Polym Sci. 1963. N7. Р. 861.
- Sperling L.H. Introduction to Physical polymer Science. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc., 2006. -827 р.
- ASTM Standard D6601-02.