Estimation of carbon chain polymers elasticity by turbulence rheometer

Abstract

Проведено тестирование на турбулентном реометре капиллярного типа растворов карбоцепных полимеров (полибутадиен, полигексен и полиоктилметакрилат) в разных органических растворителях - толуоле, гептане, пропаноле и бутаноле. Установлено, что в разбавленных растворах макромолекулы не соприкасаются между собой, поэтому после экспериментального исследования текучести растворов полимеров турбореометрическим методом имеется возможность количественно оценить упругость хаотично свернутых полимерных цепей. Расчет модулей упругости макромолекулярных клубков c иммобилизованным растворителем показывает, что искомые значения зависят от температуры, концентрации, молекулярной массы исследованных образцов полимеров и физико-химической природы растворителей. Результаты расчетов, проведенных с использованием экспериментальных данных турбореометрии, вполне удовлетворительно коррелируют с теоретическими формулами Рауза и Зимма. Предварительно полученная в лабораторных условиях информация о количественных значениях модулей упругости полимерных макромолекул разной молекулярной массы, растворенных в жидкостях различной физико-химической природы, позволит прогнозировать потенциальную эффективность применения противотурбулентных присадок еще до их введения в турбулентный поток углеводородных жидкостей, перекачиваемых по промышленным трубопроводам. Установлено, что чем меньше величина модуля упругости полимерного образца, тем выше его противотурбулентная эффективность. Carbon chain polymers solutions of low concentrations were tested by capillary turbulence rheometer. They were poly(butadiene), poly(1-hexene), poly(octyl-methacrylate). Toluene, heptane, 1-propanol and 1-butanol were the solvents. In a suggestion that extremely diluted solutions contain isolated macromolecular coils with immobilized molecules of the solvent the quantitative assessment of their elasticity was undertaken. Elasticity modulus of such a coils depends on temperature, concentration, molecular weight of a polymer, the nature of the solvent, and correlates with Zimm and Rouse theoretical concepts. It was defined the less elasticity modulus value, the more Drag Reducing ability of a sample. These correlations for different solvents may be useful for prediction of polymer efficiency in a real crude oil pipelines.