ساخت ذرات هيدروژل حاوي نانو ذرات سلولوز به روش پليمريزاسيون تعليقي معكوس با قابليت كاربرد در بهبود بردداشت نفت

كارشناسي ارشد

هيدروژل ها شبكه هاي پليمري سه بعدي با اتصالات عرضي هستند كه قابليت جذب بسيار زياد آب يا سيالات زيستي را دارا هستند. امروزه هيدروژل ها به دليل خواص منحصر به فرد در صنايع مختلف نظير صنايع غذايي، بسته بندي، داروسازي، كشاورزي، زيست پزشكي و زيست مهندسي كاربرد دارند. اين مواد در ساخت دستگاه هاي فني و الكترونيكي به ¬عنوان جاذبي براي حذف آلاينده¬ها در صنايع زيست محيطي بسيار مورد توجه قرار گرفته¬اند. يكي از كاربرد¬هاي مورد توجه در دهه¬هاي اخير از اين مواد در عمليات ازدياد برداشت مخازن نفتي است. در حال حاضر بيشتر مخازن بزرگ نفتي نيمه¬ي دوم عمر خود را سپري مي¬كنند به همين دليل بحث ازدياد برداشت، بسيار حائز اهميت است. در عمليات ازدياد¬برداشت نفت مي-توان با تزريق هيدروژل¬ها به درون گلوگاه¬هايي كه تراوايي بيشتري دارند، از احتمال انتقال آب به درون چاه ممانعت به عمل آورد. با توجه به pH معين و دماي بالاي مخازن نفتي لزوم طراحي هيدروژل¬هاي مقاوم در برابر دما، شوري آب و حساس به pH جهت مسدود كردن لايه¬هاي عاري از نفت حائز اهميت است. اغلب هيدروژل¬ها بر پايه اكريل آميد بوده و در تعدادي از ساختار ها نيز كوپليمر آن با برخي كومونومرها و برخي از نانوذرات تهيه مي شوند. در اين پروژه، هدف ساخت ذرات كروي هيدروژل حساس به pH و مقاومت حرارتي بر پايه اكريل آميد تقويت شده با نانو ذره سلولز است. براي اين منظور ابتدا هيدروژل اكريل آميد و اكريليك اسيد به عنوان ساختار پايه به نسبت 70 به 30 به روش پليمريزاسيون تعليقي معكوس توليد شد. با هدف ارتقاي خواص مكانيكي و همچنين رفتار تورمي ذرات، نانو سلولز در سه درصد متفاوت به هيدروژل افزوده شد. سپس به منظور حساس كردن هيدروژل نسبت به شوري، دما و pH مونومرAMPS در چهار درصد متفاوت به ساختار هيدروژل اضافه شد. در هر مرحله هيدروژل¬ها تحت تست¬هاي تورمي در شرايط دمايي و pH و شوري متفاوت قرار گرفتند و نتايج ثبت شدند. در¬ انتها براي اطمينان از عملكرد هيدروژل¬ها در شرايط مخزن نفت، چهار نمونه¬ي آخر كه شامل درصد هاي متفاوت AMPS بودند به ميكرو مدل تزريق شدند. مدل طراحي شده يك محيط متخلخل نا همگن يك لايه را شبيه سازي كرده است. درصد بهبود برداشت نفت از اين محيط توسط برنامه Imagej اندازه گيري شد. نهايتاً ميزان بهبود و ازدياد برداشت نفت در اين تست به 34 درصد در شرايط مخزن و در آب شور رسيد. لازم به ذكر است كه در تمام مراحل پروژه براي تشخيص ساختار محصول توليدي از نمونه ها¬ي توليد شده آناليز اسپكتروسكوپي مادون قرمزتبديل فوريه (FTIR) گرفته شد. همچنين براي تشخيص مورفولوژي و شكل ذرات توليدي در هر مرحله به وسيله¬ي ميكروسكوپ الكتروني پويشي (SEM)تصوير برداري انجام شد. واژه هاي كليدي : هيدروژل هاي هوشمند ،هيدروژل هاي حساس به pH ،نانو ذرات سلولز ،ازدياد برداشت نفت ، بهبود برداشت نفت ، اكريل اميد- كوپليمر اكريليك اسيد

196401

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي- پليمر

دكتر محمدرضا مقبلي- دكتر فروغ عاملي