سنتز و شناسایی کوپلیمرهای آکریلآمید-آکریلونیتریل دارای UCST قابل تنظیم برای کنترل گرانروی محلولهای آبی
[پایاننامه]
Synthesis and characterization of poly (acrylamide-co-acrylonitrile) copolymers with tunable UCST to control the viscosity of aqueous solutions
/کاوه شریفیان بهرمان
: مهندسی پلیمر
، ۱۴۰۱
۷۳ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی پلیمر- فرآورش
۱۴۰۱/۰۶/۰۱
صنعتی سهند
کنترل گرانروی محلولهای آبی در صنایع مختلف از اهمیت بسزایی برخوردار است .به ویژه در زمینه استخراج نفت که گرانروی فاز آبی در شرایط مخزن نقش تعیین کنندهای در بازده ازدیاد برداشت دارد .پلیمرهای بر پایه آکریلآمید به واسطه وزن مولکولی بالا، گرانروی فاز آبی را به شدت افزایش میدهند و استفاده از آنها در صنایع مختلفی مانند استخراج نفت، تصفیه آب و معادن به طور گستردهای متداول میباشد .با استفاده از واکنش کوپلیمریزاسیون میتوان خواص پلیآکریلآمید را تنظیم کرد و یا بهبود داد .در این پژوهش کوپلیمرهای مختلف آکریلآمید با منومرهایی مانند آکریلونیتریل، ۲-آکریلآمیدو-۲-متیل-۱-پروپان سولفونیکاسید، آکریلیک اسید و ... دارای بالاترین دمای بحرانی محلول(UCST) ، قابل تنظیم سنتز شدهاند و تاثیر رفتار انتقال فازی بر گرانروی فاز آبی بررسی شده است .برای سنتز کوپلیمرها از روش پلیمریزاسیون رادیکال آزاد استفاده شده است و از آنالیزهای مختلفی مانندFTIR ، NMR برای شناسایی پلیمر انجام شده است .برای بررسی رفتار انتقال فازی محلول کوپلیمرهای سنتز شده از آزمون طیفسنجی فرابنفش-مرئی و گرماسنجی تفاضلی پویشی استفاده شده است .برای بررسی رفتار رئولوژیکی نمونههای سنتز شده، تغییرات گرانروی دینامیک برحسب نرخ برش با استفاده از آزمون رئومتری اندازهگیری شده است .نتایج این پژوهش نشان میدهد، دمای انتقال فازی کوپلیمرهای آکریلآمید-آکریلونیتریل با کنترل نسبت مونومرها قابل تنظیم است .نتایج آزمون رئومتری نشان میدهد، افت گرانروی ناشی از افزایش دما در کوپلیمرهای پاسخگو به دمای آکریلآمید-آکریلونیتریل نسبت به هموپلیمر پلیآکریلآمید کمتر است .رفتار گرانروی کوپلیمرهای سنتز شده بر خلاف پلیآکریلآمید که دارای رفتار نازکشوندگی برشی است، به صورت ضخیمشوندگی برشی ظاهرشده است .
One of the essential keys in the industrial application of aqueous polymer solutions is viscosity control, especially in oil and gas recovery methods. In such applications, aqueous solution viscosity in reservoir conditions plays an essential role in oil recovery efficiency. The most commonly used synthetic polymers in oil recovery, water treatment, and mining are acrylamide-based polymers and their derivatives, because of their ability to increase the viscosity of the aqueous phase due to high molecular weight. Improvement and good control over polyacrylamide properties are achieved by copolymerization reaction. In this study, different copolymers based on acrylamide with tunable UCST behavior were synthesized using acrylonitrile, 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, and acrylic acid as commoners. The effect of phase transition on polymer aqueous solution viscosity was investigated. Free radical polymerization was used for copolymer synthesis. Different analysis methods were used for copolymers characterization such as FTIR and HNMR. The rheological behavior of copolymers was determined by the rheometry method. Also, the UV-Vis spectrophotometer and differential scanning calorimetry (DSC) was used to determine the cloud point temperature of copolymers. The results showed that by changing the composition of the copolymer, the UCST temperature of the polymer solution could be adjusted. The rheometry test results show that the viscosity drop in poly (acrylamide-acrylonitrile) thermo-responsive copolymers are less than in polyacrylamide homopolymers. Unlike polyacrylamide homopolymers with shear-thickening viscosity behavior, the synthesized thermo-responsive copolymers showed shear-thinning behavior
ba
Synthesis and characterization of poly (acrylamide-co-acrylonitrile) copolymers with tunable UCST to control the viscosity of aqueous solutions