RU2751316C1 - Rubber mixture - Google Patents
Rubber mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2751316C1 RU2751316C1 RU2020143868A RU2020143868A RU2751316C1 RU 2751316 C1 RU2751316 C1 RU 2751316C1 RU 2020143868 A RU2020143868 A RU 2020143868A RU 2020143868 A RU2020143868 A RU 2020143868A RU 2751316 C1 RU2751316 C1 RU 2751316C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- pvp
- epdm
- oil
- volume change
- Prior art date
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 43
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims abstract description 7
- 125000005396 acrylic acid ester group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 4
- JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N norbornene Chemical compound C1[C@@H]2CC[C@H]1C=C2 JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- -1 softeners Substances 0.000 claims description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 6
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 5
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 5
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 4
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 3
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 34
- 230000008961 swelling Effects 0.000 abstract description 14
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 5
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 abstract description 5
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 abstract description 5
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 abstract description 5
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 4
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 3
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101710185016 Proteasome-activating nucleotidase 1 Proteins 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[Si+4] ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910000280 sodium bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940080314 sodium bentonite Drugs 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 2
- CCNDOQHYOIISTA-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(2-tert-butylperoxypropan-2-yl)benzene Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1C(C)(C)OOC(C)(C)C CCNDOQHYOIISTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 description 1
- OJOWICOBYCXEKR-UHFFFAOYSA-N 5-ethylidenebicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1C2C(=CC)CC1C=C2 OJOWICOBYCXEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 241001415395 Spea Species 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 229920006170 Therban® Polymers 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011954 Ziegler–Natta catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- QSYBDNNHWODCCJ-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-1-en-2-ylbenzene Chemical compound C=CC=C.CC(=C)C1=CC=CC=C1 QSYBDNNHWODCCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 229910000281 calcium bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical class Cl* 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N erythritol Chemical compound OC[C@H](O)[C@H](O)CO UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000012767 functional filler Substances 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004198 guanidine Drugs 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002883 poly(2-hydroxypropyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920002338 polyhydroxyethylmethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M sulfenamide Chemical compound [Cl-].COC1=C(C)C=[N+]2C3=NC4=CC=C(OC)C=C4N3SCC2=C1C QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920006027 ternary co-polymer Polymers 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/011—Crosslinking or vulcanising agents, e.g. accelerators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/14—Peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
- C08L101/12—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity
- C08L101/14—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity the macromolecular compounds being water soluble or water swellable, e.g. aqueous gels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L39/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L39/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
- C08L39/06—Homopolymers or copolymers of N-vinyl-pyrrolidones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
- C08L9/02—Copolymers with acrylonitrile
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnology area
Изобретение относится к области резинотехнических изделий (РТИ) и РТИ для нефтедобывающей промышленности, в частности, и может быть использовано для производства водонефтенабухающих пакеров, используемых при нефтедобыче и разработке скважин. Также данное изобретение может применяться для создания гидроизолирующих материалов в строительстве (между плитами домов), систем защиты труб от протеков, уплотнительных резин для бассейнов, для ремонта водонагнетательного оборудования.The invention relates to the field of industrial rubber goods (RTI) and RTI for the oil industry, in particular, and can be used for the production of water-oil-swellable packers used in oil production and well development. Also, this invention can be used to create waterproofing materials in construction (between the slabs of houses), systems for protecting pipes from leaks, sealing rubbers for swimming pools, for repairing water injection equipment.
Уровень техникиState of the art
Во многих областях применения разбухающие пакеры или заколонные пакеры могут служить более безопасным и простым средством разобщения пластов, чем цементирование и перфорирование. Разбухающие пакеры находят широкое применение и дают ощутимый положительный эффект в следующих операциях осуществляемых на месторождениях: разобщение пластов, отвод потока, вызов притока в скважину, скважины с компьютерной системой управления добычей, раздельная добыча из нескольких горизонтов, оптимизация использования цементирования, гравийная среда, гидроразрыв пласта, гидро- и пароизоляция зон в скважине, расширяющийся обратный клапан, заканчивание скважины и т.п.In many applications, swellable packers or casing packers can provide a safer and easier means of separating formations than cementing and perforating. Swellable packers are widely used and give a tangible positive effect in the following operations carried out in the fields: isolation of formations, flow diversion, flow induction into the well, wells with a computerized production control system, separate production from several horizons, optimization of the use of cementing, gravel media, hydraulic fracturing , hydro and vapor barrier zones in the well, expanding check valve, well completion, etc.
Принцип действия разбухающего пакера заключается в следующем. Когда разбухающий пакер изготовленный из специального эластомера соприкасается со скважинными флюидами, происходит его разбухание, вследствие чего закупоривается затрубное пространство в любых открытых или обсаженных стволах. Отсутствие подвижных частей в конструкции позволяет производить установку без спускаемых через бурильные трубы инструментов, предназначенных для приведения конструкции в действие, и исключает возможность отказа. Эластомерные компаунды из которых изготавливаются разбухающие пакеры реагируют на скважинные флюиды, буровой раствор, жидкости для закачивания скважин и способны увеличиваться в объеме относительно объема, занимаемого при спуске в скважину. Использование эластомерных разбухающих пакеров в необсаженной скважине в дополнение к гравийной набивке позволяет изолировать секции боковых ответвлений от возможного проникновения воды.The principle of operation of the swellable packer is as follows. When a swellable packer made from a special elastomer comes into contact with wellbore fluids, it swells and clogs the annulus in any open or cased hole. The absence of moving parts in the structure allows installation without the tools designed to operate the structure through the drill pipes and eliminates the possibility of failure. The elastomeric compounds from which the swellable packers are made react to borehole fluids, drilling mud, well injection fluids and are able to increase in volume relative to the volume occupied when running into the well. The use of elastomeric swellable packers in an open hole, in addition to gravel packing, insulates the lateral sections from possible water intrusion.
Долгосрочная целостность скважины напрямую зависит от цементного покрытия трубопровода. Разрушение цементного покрытия может привести к потере производительности, снижению давления в скважине и раннему получению воды. Даже качественное цементное покрытие может быть повреждено при бурении и/или колебании давления и температуры в процессе добычи. Для его восстановления необходим дорогостоящий капитальный ремонт скважины. Разбухающие пакеры используются для уменьшения нагрузок в зоне контакта эластомер/цемент, предотвращая таким образом разрушение цементного слоя. При образовании трещин в цементном слое затрубного пространства, эластомер разбухающего пакера вступает во взаимодействие с флюидами от чего разбухает и закупоривает их путь движения. Устанавливая разбухающие пакеры на опасных участках, гарантируется долгосрочная кольцевая изоляция трубопровода.Long term well integrity is directly dependent on the cement sheathing of the pipeline. Failure of the cement pavement can result in lost productivity, decreased wellbore pressure, and early water production. Even a good quality cement pavement can be damaged by drilling and / or fluctuations in pressure and temperature during production. To restore it, an expensive well workover is required. Swellable packers are used to reduce the stress in the elastomer / cement contact area, thus preventing the destruction of the cement layer. When cracks form in the cement layer of the annulus, the elastomer of the swellable packer interacts with the fluids and swells and clogs their path of movement. By installing swellable packers in hazardous areas, long-term pipeline ring isolation is guaranteed.
В настоящее ведется много разработок в данной области и существует множество запатентованных разработок.Currently, there are many developments in this area and there are many patented developments.
Так, например, патентный источник WO 03008756, дата публикации 30.01.2003, описывает метод, при котором в затрубное пространство скважины помещается цилиндр из резины, который способен набухать при контакте с водой или нефтью, тем самым отсекая приток воды в продуктивные пласты.So, for example, patent source WO 03008756, publication date 01/30/2003, describes a method in which a rubber cylinder is placed in the annulus of a well, which is capable of swelling on contact with water or oil, thereby cutting off the flow of water into productive formations.
Также из патентного документа WO 2014062391 А1, дата публикации 24.04.2014, известен набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания который набухает благодаря, входящим в состав водоадсорбирующим добавкам, а именно сополимер тетрафторэтилена и пропилена, привитой сополимер крахмала и полиакрилатной кислоты, привитой сополимер поливинилового спирта и циклического кислотного ангидрида, сополимер изобутилена и малеинового ангидрида, сополимер винилацетата и акрилата, полимер оксида полиэтилена, привитой поли(этилен оксид) поли(акриловой кислоты), полимер типа карбоксиметилцеллюлозы, привитой сополимер крахмала и полиакрилонитрила, полиметакрилат, полиакриламид, сополимер акриламида и акриловой кислоты, поли(2-гидроксиэтил метакрилат), поли (2-гидроксипропил метакрилат), нерастворимый акриловый полимер, глинистый минерал с высокой способность к набуханию, бентонит натрия, бентонит натрия с монтмориллонитом в качестве основного компонента, бентонит кальция, их производные или их комбинации.Also from the patent document WO 2014062391 A1, publication date 04.24.2014, a swellable packer with a controlled swelling rate is known, which swells due to the water-absorbing additives included in the composition, namely a copolymer of tetrafluoroethylene and propylene, a grafted copolymer of starch and polyacrylate acid, a graft copolymer and a graft copolymer cyclic acid anhydride, copolymer of isobutylene and maleic anhydride, copolymer of vinyl acetate and acrylate, polymer of polyethylene oxide, grafted poly (ethylene oxide) poly (acrylic acid), polymer of carboxymethyl cellulose type, grafted copolymer of starch and acrylonitrile, polyacrylamide acrylate, polymethacrylamide , poly (2-hydroxyethyl methacrylate), poly (2-hydroxypropyl methacrylate), insoluble acrylic polymer, clay mineral with high swelling capacity, sodium bentonite, sodium bentonite with montmorillonite as the main component, calcium bentonite, their derivatives or their combination ination.
В патентном документе RU 2685350 C1, дата публикации 17.04.2019, описана водонефтенабухающая эластомерная композиция на основе бутадиен-α-метилстирольного каучука и содержащая водонабухающий реагент - натрийкарбоксиметилцеллюлозу в количестве 25,0-70,0, а также компоненты, которые являются привычными в технологии РТИ.Patent document RU 2685350 C1, publication date 04/17/2019, describes a water-oil-swellable elastomeric composition based on butadiene-α-methylstyrene rubber and containing a water-swellable reagent - sodium carboxymethylcellulose in an amount of 25.0-70.0, as well as components that are customary in technology RTI.
Наиболее близкой к предлагаемому решению является резиновая смесь, описанная в патентном документе RU 2686202 С1, дата публикации 24.04.2019. Резиновая смесь содержит бутадиен-нитрильный каучук с содержанием НАК 17-20%, бутадиеновый каучук СКД, севилен 11808-340, серу, 2,2'-дибензтиазолдисульфид, гуанид Ф, цинковые белила, стеариновую кислоту, ацетонанил Н, технический углерод П 514, росил 175, тальк, тонкомолотый минеральный порошок из шунгита, канифоль, иглопробивное полотно «Оксипан», полиакриламид АК 639, реагент «Комета-Р» и натриевую соль полиакриловой кислоты ПАН-1.Closest to the proposed solution is the rubber compound described in patent document RU 2686202 C1, publication date 04.24. The rubber mixture contains nitrile-butadiene rubber with a NAC content of 17-20%, butadiene rubber SKD, sevilene 11808-340, sulfur, 2,2'-dibenzthiazole disulfide, guanide F, zinc white, stearic acid, acetonanyl H, carbon black P 514, grew 175, talc, finely ground mineral powder from shungite, rosin, needle-punched cloth "Oksipan", polyacrylamide AK 639, reagent "Comet-R" and sodium salt of polyacrylic acid PAN-1.
Недостатком данного решения является незначительная степень набухания в однородной водной среде и слишком высокая скорость набухания в среде, содержащей нефть (более 100% за 24 часа), что может привести к возникновению аварийных ситуаций при спуске и эксплуатации оборудования.The disadvantage of this solution is an insignificant degree of swelling in a homogeneous aqueous medium and a too high swelling rate in an environment containing oil (more than 100% in 24 hours), which can lead to emergencies during the launch and operation of equipment.
Перечень чертежейList of drawings
На фигурах 1-3 представлены графики, показывающие зависимость изменения объема образца от времени выдерживания в среде.Figures 1-3 are graphs showing the dependence of the change in the volume of the sample on the exposure time in the medium.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Целью предлагаемого решения является преодоление недостатков предшествующего уровня техники и разработка резиновой смеси, эффективно работающей как в среде водонефтяной эмульсии, так и раздельно в водяной и нефтяной средах, используемой, предпочтительно, для изготовления пакеров.The purpose of the proposed solution is to overcome the disadvantages of the prior art and to develop a rubber compound that effectively works both in an oil-water emulsion medium and separately in water and oil environments, which is preferably used for the manufacture of packers.
Технический результат изобретения заключается в разработке резиновой смеси, из которой изготавливают изделия, обладающие наиболее эффективным сочетанием свойств набухаемости, а именно, более медленным изменением объема в нефтесодержащих средах с одновременной увеличенной набухаемостью в водной среде.The technical result of the invention consists in the development of a rubber mixture, from which products are made that have the most effective combination of swelling properties, namely, a slower volume change in oil-containing media with a simultaneous increased swelling in an aqueous medium.
Применительно к пакерам указанные улучшенные свойства положительно сказываются на безопасности при спуске оборудования, поскольку в нефтесодержащей среде пакер разбухает медленней. Кроме того, у предлагаемого решения значительно улучшены свойства набухания в водной среде, что обеспечивает работоспособность пакера в условиях сильнообводненных скважин. Отсюда вытекает еще один технический результат - универсальность, поскольку изготовленные изделия могут быть использованы в любых типах скважин или любых системах, где требуется набухание изделия.When applied to packers, these improved properties have a positive effect on the safety when running the equipment, since the packer swells more slowly in an oily environment. In addition, the proposed solution has significantly improved swelling properties in the aquatic environment, which ensures the packer performance in highly watered wells. Hence, another technical result follows - versatility, since the manufactured products can be used in any types of wells or any systems where swelling of the product is required.
Технический результат достигается тем, что обеспечивают резиновую смесь на основе этилен-пропилен-диенового, предпочтительно, норборненового, каучука (СКЭПТ), и бутадиен-нитрильного каучука, содержащую также функциональные добавки, являющиеся традиционными в резиновой промышленности, а именно, мягчители, диспергаторы, наполнители, ускорители, вулканизующие системы, противостарители. При этом согласно изобретению бутадиен-нитрильнный каучук является гидрированным (ГБНКС), а также в смесь вводят дополнительные компоненты, а именно, пространственно сшитый поливинилпирролидон (с-ПВП) и сшитые полисахаридами (а также их производными) эфиры акриловой кислоты (СПЭАК), при следующем соотношении основных компонентов, мас. ч.:The technical result is achieved by providing a rubber mixture based on ethylene-propylene-diene, preferably norbornene, rubber (EPDM), and nitrile-butadiene rubber, which also contains functional additives that are traditional in the rubber industry, namely, softeners, dispersants, fillers, accelerators, curing systems, antioxidants. In this case, according to the invention, nitrile butadiene rubber is hydrogenated (GBNKS), and additional components are introduced into the mixture, namely, spatially crosslinked polyvinylpyrrolidone (c-PVP) and crosslinked polysaccharides (as well as their derivatives) acrylic acid esters (SPEAC), when the following ratio of the main components, wt. h .:
Количественное содержание функциональных добавок зависит от количественного содержания основных компонентов и алгоритм подбора указанных количеств является операцией, хорошо известной специалистам в данной области техники.The quantitative content of functional additives depends on the quantitative content of the main components and the algorithm for selecting these amounts is an operation well known to those skilled in the art.
Выбор соотношения основных компонентов зависит от предполагаемых условий эксплуатации изделия из данной резиновой смеси и могут варьироваться в заданных пределах для достижения требуемых свойств.The choice of the ratio of the main components depends on the expected operating conditions of the product made from a given rubber compound and can vary within the specified limits to achieve the required properties.
Например, могут быть получены составы резиновых смесей при следующем соотношении основных компонентов, мас. ч.:For example, can be obtained compositions of rubber mixtures with the following ratio of the main components, wt. h .:
(1) СКЭПТ - 40.0-90.0, ГБНКС - 40.0-90.0, с-ПВП - 5.0-70.0, СПЭАК - 5.0-70.0;(1) EPDM - 40.0-90.0, GBNKS - 40.0-90.0, s-PVP - 5.0-70.0, SPEAK - 5.0-70.0;
(2) СКЭПТ - 40.0-100.0, ГБНКС - 40.0-100.0, с-ПВП - 5.0-60.0, СПЭАК - 5.0-60.0;(2) EPDM - 40.0-100.0, GBNKS - 40.0-100.0, s-PVP - 5.0-60.0, SPEAK - 5.0-60.0;
(3) СКЭПТ - 50.0-90.0, ГБНКС - 50.0-90.0, с-ПВП - 10.0-70.0, СПЭАК - 10.0-70.0;(3) EPDM - 50.0-90.0, GBNKS - 50.0-90.0, s-PVP - 10.0-70.0, SPEAK - 10.0-70.0;
(4) СКЭПТ - 40.0-80.0, ГБНКС - 40.0-80.0, с-ПВП - 10.0-60.0, СПЭАК - 10.0-60.0;(4) EPDM - 40.0-80.0, GBNKS - 40.0-80.0, s-PVP - 10.0-60.0, SPEAK - 10.0-60.0;
(5) СКЭПТ - 40.0-80.0, ГБНКС - 40.0-80.0, с-ПВП - 20.0-70.0, СПЭАК - 20.0-70.0.(5) EPDM - 40.0-80.0, GBNKS - 40.0-80.0, s-PVP - 20.0-70.0, SPEAK - 20.0-70.0.
Однако количественное соотношение основных компонентов не ограничено только приведенными интервалами и может включать любые промежуточные значения, входящие в первоначально указанные интервалы.However, the quantitative ratio of the main components is not limited only to the ranges shown and may include any intermediate values included in the originally indicated ranges.
При этом выбор количественного содержания с-ПВП и СПЭАК обусловлен достижением оптимальных физико-механических свойств изделий. Так, при содержании концентрациях с-ПВП и СПЭАК выше 70 масс. ч. резко падают прочностные характеристики резин и выдерживаемое давление аналогично резко снижается до уровня, неприемлемого в данном применении, а именно, для изготовления пакеров. При концентрации с-ПВП и СПЭАК менее 1 масс. ч. эффект от введения полимеров не заметен.In this case, the choice of the quantitative content of c-PVP and SPEAK is due to the achievement of optimal physical and mechanical properties of the products. So, when the concentration of c-PVP and SPEAA is above 70 wt. The strength characteristics of rubbers sharply drop and the withstanding pressure likewise sharply decreases to a level unacceptable in this application, namely, for the manufacture of packers. At a concentration of c-PVP and SPEAK less than 1 wt. including the effect of the introduction of polymers is not noticeable.
В более конкретном случае реализации изобретения состав резиной смеси может быть представлен в следующем виде, в мас. ч.:In a more specific case of implementation of the invention, the composition of the rubber mixture can be presented in the following form, in wt. h .:
Этилен-пропилен-диеновые каучуки (СКЭПТ) - это синтетические эластомеры. Представляют собой тройные сополимеры с 1-2 мол. % диена, например 2-этилиден-5-норборнена, дициклопентадиена. Растворяются во многих углеводородах и их хлорпроизводных. СКЭПТ получают сополимеризацией этилена с пропиленом и диеном на катализаторе Циглера-Натта в растворе или избытке полипропилена. Непластифицируются. Вулканизируются серой, фенол-формальдегидными смолами. СКЭПТ имеют превосходную атмосферо- и озоностойкость, высокую термо-, масло- и износостойкость, но также и высокую воздухопроницаемость, устойчивы в агрессивных средах, обладают хорошими диэлектрическими свойствами; предел прочности при растяжении 20-28 МПа, относительное удлинение 400-600%, эластичность по отскоку 40-52%.Ethylene propylene diene rubbers (EPDM) are synthetic elastomers. They are ternary copolymers with 1-2 mol. % diene, for example 2-ethylidene-5-norbornene, dicyclopentadiene. They dissolve in many hydrocarbons and their chlorine derivatives. EPDM is obtained by copolymerizing ethylene with propylene and diene on a Ziegler-Natta catalyst in a solution or excess of polypropylene. Unplasticized. Vulcanized with sulfur, phenol-formaldehyde resins. EPDMs have excellent weather and ozone resistance, high thermal, oil and wear resistance, but also high air permeability, resistant to aggressive environments, have good dielectric properties; tensile strength 20-28 MPa, elongation 400-600%, rebound elasticity 40-52%.
Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук (ГБНКС), т.е. гидрированный (сшитый перекисью), относится к семейству нитрильных каучуков и, как следует из названия, получается путем частичной или полной гидрогенизации (гидрирования) бутадиен-нитрильного каучука (БНК). Получаемый в результате каучук заметно превосходит БНК по стойкости и механически свойствам, сохраняя при этом относительно низкую стоимость.Hydrogenated nitrile butadiene rubber (NBRB), i.e. hydrogenated (cross-linked with peroxide), belongs to the family of nitrile rubbers and, as the name suggests, is obtained by partial or complete hydrogenation (hydrogenation) of nitrile butadiene rubber (NBR). The resulting rubber significantly outperforms BNC in durability and mechanical properties, while maintaining a relatively low cost.
Свойства ГБНКС зависят от содержания акрилонитрила и остаточных двойных связей: при увеличении содержания акрилонитрила увеличивается устойчивость к температуре и нефтепродуктам, но ухудшаются свойства при низких температурах. ГБНКС проявляет устойчивость к низким и лучшую устойчивость к высоким температурам, и, в зависимости от марки, имеет рабочий диапазон от -45 до +165°C. ГБНКС проявляет хорошую устойчивость к озону, погодным воздействиям и старению, а также устойчив к горячей воде и пару до 150°C. ГБНКС проявляет хорошее сопротивление к истиранию. ГБНКС устойчив к воздействию алифатических углеводородов (пропан, бутан, нефть, дизельное топливо, мазут), растительных и минеральных масел и консистентных смазок, негорючих гидравлических жидкостей (HFA, HFB и HFC). Также устойчив к воздействию разбавленных кислот, щелочей и растворов солей при средних температурах. ГБНКС проявляет некоторую устойчивость к топливам с высоким (до 40%) содержанием ароматических углеводородов. Отдельные марки ГБНКС с высоким содержанием акрилонитрила проявляют устойчивость также к биотопливам и кислородосодержащим топливам.The properties of HBNS depend on the content of acrylonitrile and residual double bonds: with an increase in the content of acrylonitrile, the resistance to temperature and oil products increases, but the properties deteriorate at low temperatures. GBNKS exhibits resistance to low and better resistance to high temperatures, and, depending on the brand, has an operating range from -45 to + 165 ° C. HBNKS shows good resistance to ozone, weathering and aging, and is also resistant to hot water and steam up to 150 ° C. HBNKS exhibits good abrasion resistance. GBNKS is resistant to aliphatic hydrocarbons (propane, butane, oil, diesel fuel, fuel oil), vegetable and mineral oils and greases, non-flammable hydraulic fluids (HFA, HFB and HFC). Also resistant to dilute acids, alkalis and salt solutions at medium temperatures. HBNKS shows some resistance to fuels with a high (up to 40%) content of aromatic hydrocarbons. Certain brands of HBNKS with a high acrylonitrile content are also resistant to biofuels and oxygen-containing fuels.
Пространственно сшитый поливинилпирролидон (с-ПВП) - это сшитая версия поливинилпирролидона (ПВП) - полимера N-винилпирролидона. Это свойство делает поливинилпирролидон нерастворимым в воде. Тем не менее, это вещество все еще поглощает воду и очень быстро набухает, что создает силу набухания. Температура плавления с-ПВП составляет примерно 165°С. Может быть получен, например, путем радикальной сополимеризации N-винидпирролидона в присутствии сшивающего агента.Spatially crosslinked polyvinylpyrrolidone (c-PVP) is a cross-linked version of polyvinylpyrrolidone (PVP), a polymer of N-vinylpyrrolidone. This property renders polyvinylpyrrolidone insoluble in water. However, this substance still absorbs water and swells very quickly, which creates a swelling force. The melting point of c-PVP is about 165 ° C. It can be obtained, for example, by radical copolymerization of N-vinylpyrrolidone in the presence of a crosslinking agent.
Сшитые полисахаридами эфиры акриловой кислоты (СПЭАК) получают свободнорадикальной сополимеризацией полисахаридов и эфиров акриловой кислоты. Источником радикалов может служить пероксиды, персульфаты или же радикалы могут образовываться под воздействием ионизирующего излучения, ультрафиолетовых волн, высоких температур и других способов, применяемых в радикальной полимеризации полимеров. К особенностям СПЭАК можно отнести высокую молекулярную массу, электропроводность, биологическую инертность и значительную степень набухания в воде (до 20-30 раз). В качестве полисахаридов, используемых для получения СПЭАК, могут быть использованы, например, хитозан, целлюлоза, альгинат, сахароза и эритрол, а также производные указанных соединений, например, алкил- и арил- замещенные.Acrylic acid esters crosslinked with polysaccharides (SPEA) are obtained by free radical copolymerization of polysaccharides and acrylic acid esters. The source of radicals can be peroxides, persulfates, or radicals can be formed under the influence of ionizing radiation, ultraviolet waves, high temperatures and other methods used in the radical polymerization of polymers. The features of SPEAK include high molecular weight, electrical conductivity, biological inertness, and a significant degree of swelling in water (up to 20-30 times). As polysaccharides used for the preparation of SPEAK, there can be used, for example, chitosan, cellulose, alginate, sucrose and erythrol, as well as derivatives of these compounds, for example, alkyl- and aryl-substituted.
Используемые в изобретении функциональные добавки, такие, как мягчители, диспергаторы, наполнители, ускорители, вулканизующие системы, противостарители и т.п. являются хорошо знакомыми для специалистов и не требуют специального раскрытия. Подходящие для использования добавки раскрыты, в частности, в книге «Функциональные наполнители для пластмасс» под ред. Марино Ксантос, 2010 г.Functional additives used in the invention such as softeners, dispersants, fillers, accelerators, vulcanizing systems, antioxidants and the like. are well known to those skilled in the art and do not require special disclosure. Suitable additives are disclosed, in particular, in the book "Functional Fillers for Plastics" ed. Marino Xanthos, 2010
Что касается механизма достижения технического результата, то этот вопрос до конца нами не исследован, однако повышенная набухаемость предложенной резиновой смеси скорее всего связана с природой самих полимеров с-ПВП и СПЭАК, т.к. в основной цепи каждого полимера содержится достаточное количество полярных атомов (например, кислород), которые могут образовывать водородные связи, тем самым вызывая набухание. Также, предположительно, имеет место синергизм от совместного использования с-ПВП и СПЭАК, выражающийся в повышенной набухаемости при совместном применении этих двух ингредиентов. Данный эффект скорей всего связан с образованием ими пространственной сетки (по свойствам, напоминающую перколяционную сетку наполнителя), и/или образованием физических связей между полярными группами.As for the mechanism for achieving the technical result, this issue has not been fully investigated by us, however, the increased swelling capacity of the proposed rubber compound is most likely associated with the nature of the polymers c-PVP and SPEAK themselves, since the backbone of each polymer contains a sufficient number of polar atoms (eg oxygen) that can form hydrogen bonds, thereby causing swelling. Also, it is believed that there is a synergy from the combined use of c-PVP and SPEAC, expressed in increased swelling when these two ingredients are used together. This effect is most likely associated with the formation of a spatial network by them (in properties, resembling a percolation network of a filler), and / or the formation of physical bonds between polar groups.
Также необходимо отметить, что изготовление водонефтенабухающих пакеров не является единственной областью использования предложенной резиновой смеси и она может быть использована в любой области, требующей использование материалов, обладающих водо-, нефте- или маслонабухающими свойствами. В частности, данное изобретение может применяться для создания гидроизолирующих материалов в строительстве (между плитами домов), систем защиты труб от протеков, уплотнительные резины для бассейнов, для ремонта водонагнетательного оборудования и т.п.It should also be noted that the manufacture of water-oil-swellable packers is not the only area of application of the proposed rubber compound and it can be used in any field requiring the use of materials with water-, oil- or oil-swelling properties. In particular, this invention can be used to create waterproofing materials in construction (between slabs of houses), systems for protecting pipes from leaks, sealing rubbers for swimming pools, for repairing water injection equipment, etc.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Для подтверждения возможности осуществления изобретения и достижения технического результата был проведен ряд исследований и экспериментов. Результаты экспериментов представлены ниже.To confirm the possibility of carrying out the invention and achieving the technical result, a number of studies and experiments were carried out. The experimental results are presented below.
Резиновую смесь изготавливали на вальцах лабораторных ЛБ 320 150/150 (производства АО "Завода имени Красина") с общей загрузкой 1200 г.The rubber mixture was made on laboratory rolls LB 320 150/150 (manufactured by Krasin Plant JSC) with a total load of 1200 g.
В качестве компонентов резиновой смеси использовались синтетический каучук этилен-пропилен-норборненовый (Vistalon фирмы ExxonMobil), гидрированный бутадиен-нитрильный каучук (Therban фирмы Arlanxeo), канифоль сосновая (ГОСТ 19113), окись цинка (ГОСТ 208-84), сера (Polsinex фирмы Grupa Azoty), ди(трет-бутилпероксиизопропил) бензол (40%) на инертном носителе (Perkadox 14-40 фирмы Nouryon), дибутилфталат (ГОСТ 8728-88), стеариновая кислота ( ГОСТ 6484-84), с-ПВП (фирма Sigma Aldrich), СПЭАК (фирма Supelco).The components of the rubber mixture were synthetic ethylene-propylene-norbornene rubber (Vistalon from ExxonMobil), hydrogenated nitrile butadiene rubber (Therban from Arlanxeo), pine rosin (GOST 19113), zinc oxide (GOST 208-84), sulfur (Polsinex Grupa Azoty), di (tert-butylperoxyisopropyl) benzene (40%) on an inert carrier (Perkadox 14-40 by Nouryon), dibutyl phthalate (GOST 8728-88), stearic acid (GOST 6484-84), c-PVP (Sigma Aldrich), SPEAK (Supelco).
Соотношения компонентов предлагаемого решения и прототипа приведены в таблице 1:The ratios of the components of the proposed solution and the prototype are shown in Table 1:
Таблица 1Table 1
Составы резиновых смесейCompositions of rubber compounds
Из изготовленных резиновых смесей на вулканизационном прессе LP 600kN (ф. Montech) были совулканизованы образцы. После вылежки в 24 часа образцы испытаны по ГОСТ ISO 1817-2016 «Резина и термоэластопласты. Определение стойкости к воздействию жидкостей». В качестве жидкостей использовались: вода с минерализацией 50 г/л, нефть и смесь воды и нефти (1:1). Результаты испытаний приведены в таблице 2.Samples were covulcanized from the rubber compounds produced on an LP 600kN vulcanization press (f. Montech). After 24 hours curing, the samples were tested in accordance with GOST ISO 1817-2016 “Rubber and thermoplastic elastomers. Determination of resistance to liquids ". The liquids used were: water with a salinity of 50 g / l, oil and a mixture of water and oil (1: 1). The test results are shown in Table 2.
Таблица 2table 2
Результаты испытанийTest results
Для удобства понимания и наглядности по результатам испытаний были построены графики (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3).For ease of understanding and clarity, the test results were plotted graphs (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3).
По результатам испытаний видно, что изменение объема в нефтесодержащих средах для предлагаемого решения идет медленнее, что благоприятно сказывается на безопасности при спуске оборудования. Кроме того, предлагаемое решение значительно превосходит прототип по набуханию в водной среде, что обеспечивает его работоспособность в условиях сильнообводненных скважин.According to the test results, it can be seen that the change in volume in oily media for the proposed solution is slower, which favorably affects the safety when lowering the equipment. In addition, the proposed solution significantly surpasses the prototype in terms of swelling in an aqueous medium, which ensures its operability in conditions of heavily flooded wells.
Были проведены аналогичные испытания при других количественных соотношениях компонентов, которые показали улучшение свойств по сравнению с прототипом во всем заявленном интервале значений.Similar tests were carried out with other quantitative ratios of components, which showed an improvement in properties compared to the prototype over the entire stated range of values.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143868A RU2751316C1 (en) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | Rubber mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143868A RU2751316C1 (en) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | Rubber mixture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2751316C1 true RU2751316C1 (en) | 2021-07-13 |
Family
ID=77019988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020143868A RU2751316C1 (en) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | Rubber mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2751316C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779309C1 (en) * | 2022-01-31 | 2022-09-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная организация "Инновация" (ООО "НПО "Инновация") | Method for manufacture of water-swelling packer |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU729203A1 (en) * | 1977-11-03 | 1980-04-25 | Иркутский государственный университет им.А.А.Жданова | Method of preparing cross-linked polyvinylpyrrolidone |
EA015568B1 (en) * | 2005-12-30 | 2011-10-31 | Старс Энерджи Энд Текнолоджи | Starch-(meth)acrylate graft copolymer, oil-absorbing expansion material as well as oil and water-absorbing expansion material and packer made of said material |
RU2623411C2 (en) * | 2012-10-16 | 2017-06-26 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Swellable packer with controlled swelling rate, method of its production and method of using such packer |
RU2631301C2 (en) * | 2011-12-09 | 2017-09-20 | Бэйкер Хьюз Инкорпорейтед | Composition of swellable packer with response delay |
RU2686202C1 (en) * | 2018-09-04 | 2019-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Rubber mixture |
US10385647B2 (en) * | 2015-07-14 | 2019-08-20 | Weir Slurry Group, Inc. | Swellable rubber compositions |
-
2020
- 2020-12-29 RU RU2020143868A patent/RU2751316C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU729203A1 (en) * | 1977-11-03 | 1980-04-25 | Иркутский государственный университет им.А.А.Жданова | Method of preparing cross-linked polyvinylpyrrolidone |
EA015568B1 (en) * | 2005-12-30 | 2011-10-31 | Старс Энерджи Энд Текнолоджи | Starch-(meth)acrylate graft copolymer, oil-absorbing expansion material as well as oil and water-absorbing expansion material and packer made of said material |
RU2631301C2 (en) * | 2011-12-09 | 2017-09-20 | Бэйкер Хьюз Инкорпорейтед | Composition of swellable packer with response delay |
RU2623411C2 (en) * | 2012-10-16 | 2017-06-26 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Swellable packer with controlled swelling rate, method of its production and method of using such packer |
US10385647B2 (en) * | 2015-07-14 | 2019-08-20 | Weir Slurry Group, Inc. | Swellable rubber compositions |
RU2686202C1 (en) * | 2018-09-04 | 2019-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Rubber mixture |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779309C1 (en) * | 2022-01-31 | 2022-09-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная организация "Инновация" (ООО "НПО "Инновация") | Method for manufacture of water-swelling packer |
RU2813984C1 (en) * | 2023-08-08 | 2024-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТОРГОВЫЙ ДОМ "КАМАПРОДУКТ" | Acid-activated rubber mixture for making water-swellable rubber articles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2791468C (en) | Enhanced oilfield swellable elastomers and methods for making and using same | |
US7373991B2 (en) | Swellable elastomer-based apparatus, oilfield elements comprising same, and methods of using same in oilfield applications | |
US9303200B2 (en) | Polymer composition, swellable composition comprising the polymer composition, and articles including the swellable composition | |
US9822295B2 (en) | Vulcanized oil and water swellable particulate composite compositions | |
US20060047028A1 (en) | Hydrogel for use in downhole seal applications | |
US20110094746A1 (en) | Swellable Spacer Fluids and Associated Methods | |
EA015568B1 (en) | Starch-(meth)acrylate graft copolymer, oil-absorbing expansion material as well as oil and water-absorbing expansion material and packer made of said material | |
CA2743362C (en) | Fluorinated elastomeric blowout preventer packers and method | |
RU2751316C1 (en) | Rubber mixture | |
RU2767071C1 (en) | Rubber mixture for making water-swelling articles | |
RU2765950C1 (en) | Rubber mixture for making oil-swelling products | |
RU2759301C1 (en) | Method for reducing water content of wells and eliminating intra-and inter-layer water flows | |
RU2813984C1 (en) | Acid-activated rubber mixture for making water-swellable rubber articles | |
WO2017106522A1 (en) | Self-healing water-swellable hydraulic seal | |
Fuller | Advanced polymer architecture sealing solutions for oil and gas applications | |
RU2632824C1 (en) | Method of obtaining oil field constituent element swelling in hydrocarbon service | |
RU2779309C1 (en) | Method for manufacture of water-swelling packer | |
Ismail et al. | Elastomer compatibility study of oil-based and ester-based drilling fluids | |
RU2819686C1 (en) | Water-swellable packer | |
Heidarian et al. | Verification Properties of O-rings made from Viton Extreme with Advanced Polymer Architecture used in Pipeline Valves Containing very Sour Gas | |
Stuck et al. | Effect of Different Nitrile Elastomers in Down Hole Drilling Applications With a Review of Testing and Failure Analysis | |
US20170183484A1 (en) | Improved high temperature mechanical properties of elastomers with semi-crystalline polymers for downhole applications |