آلية عدم استقرار هيدروجيل بولي أكريلاميد في ظروف الحرارة المرتفعة

تم تطوير نظام جل مكون من أكريلاميد (AM) وN,N'-ميثيلين ثنائي أكريلاميد (BIS) وبيرسولفات الأمونيوم ((NH4)2S2O8) وتم تطبيقه على نطاق واسع في الخزانات لتقليل نسبة المياه وزيادة إنتاج النفط في الحقول الناضجة. ومع ذلك، يعاني هذا النظام الجل من فقدان الاستقرار الحراري وانفصال عند درجات الحرارة العالية مما يقلل من قدرته على التحكم في تدفق المياه. وقد تم قبول على نطاق واسع أن فقدان استقرار الجل الحراري يمكن تفسيره من خلال ثلاثة جوانب: تمزق سلاسل البوليمر، وتحطيم سلاسل المواد المربوطة، وتحلل البوليمر. تم التحقيق في آلية انفصال الهيدروجيل من خلال تحلل البوليمر بشكل موسع في منشورات أخرى. ومع ذلك، فإن الأبحاث حول الآليتين الأخريين محدودة للغاية. في هذه المقالة، نجري سلسلة من التجارب لإظهار كيف يؤدي تمزق سلاسل البوليمر وسلاسل المواد المربوطة إلى عدم استقرار الهيدروجيل عند درجات الحرارة المرتفعة. أوضحت قياسات اللزوجة ونظام قياسات الطاقة المشتتة أن سلاسل بولي AM تعرضت للتدمير بواسطة تفاعلات الأكسدة التي تشمل الجذور الحرة. تم تأسيس طريقة لقياس درجة الربط، وبالاقتران مع قياسات طيف الكتلة بالأشعة السينية، أظهرت النتائج أن سلاسل المواد المربوطة قد تكسرت نتيجة لرابطة C-N الضعيفة الناتجة عن الكربون الموجي الشحنة ووجود تحلل في مجموعات الأميد على المواد المربوطة. نظرًا لتطبيق المياه المنزوعة الأيونات في التجارب، أظهرت قياسات الرنين المغناطيسي النووي وFTIR أن درجة تحلل البوليمر كانت ضعيفة. لذلك، أثبتت نتائجنا أن كسر سلاسل البوليمر والمواد المربوطة أدى إلى تمزق شبكة الجل عند درجات الحرارة العالية. بالإضافة إلى ذلك، قد تلعب سلاسل المواد المربوطة دورًا أكثر أهمية في الاستقرار الحراري للجل، مما يفسر بعض الأعمال المتعلقة بالجلود المقاومة للحرارة العالية.