SH植物膠漿液性能參數試驗研究

趙 強 楊二孟

(黃河勘測規(guī)劃設計研究院有限公司，河南 鄭州 450003)

1 概述

植物膠遇水能形成高粘度的溶膠液，其粘度隨粉劑濃度增加而顯著增加。由于它的非離子性，植物膠液一般不受陰、陽離子的影響，不產生鹽析現象。水合后的植物膠可與硼砂、重鉻酸鹽等多種化學試劑發(fā)生交聯作用，形成具有一定粘彈性的非牛頓型水基凝膠。

2 研究思路

測試不同的攪拌速度、不同攪拌時間、不同濃度的添加劑對植物膠性能的影響，不同濃度的植物膠干粉含量性能實驗和不同的攪拌容器對植物膠沖洗液性能的影響。

3 實驗

1)實驗器材。

a.實驗儀器：電子天平(精度0.01 g)、密度計、攪拌儀、粘度測量儀(馬氏漏斗、蘇氏漏斗、六速旋轉粘度計)、秒表、燒杯、量筒等。

b.實驗材料：SH植物膠干粉、燒堿、水等。

2)實驗地點：泥漿實驗室。

3)實驗思路。

實驗共分為以下幾組：

a.測試不同的攪拌速度對植物膠性能的影響。在一定的攪拌時間下，分別測試200 r/min，300 r/min，400 r/min，500 r/min，600 r/min情況下植物膠溶液的性能，選出一個最佳轉速。

b.不同攪拌時間對植物膠性能的影響。一定的攪拌速度下，分別測試攪拌15 min，20 min，25 min，30 min時間下植物膠的性能，選出最佳攪拌時間。

c.不同濃度的添加劑對植物膠性能的影響。在濃度分別為4%，5%，6%，7%，8%，9%的燒堿含量植物膠性能的影響，對比得

到較為合適的添加劑濃度。

d.不同濃度的植物膠干粉含量性能實驗。分別測試濃度為1%,2%,3%的植物膠干粉含量的沖洗液的性能。

e.不同的攪拌容器對植物膠沖洗液性能的影響。根據實驗室現有器材，選取不同的容器，在其他條件相同的情況下，測試沖洗液的性能指標。

4)實驗記錄表。

5)實驗過程。

植物膠沖洗液配方實驗從2013年6月26日開始，至7月5日結束，從沖洗液配方、攪拌時間、攪拌速度、攪拌容器等不同參數方面共進行了多組實驗。

項目組使用的是蘇式漏斗(即標準漏斗)測量漏斗粘度，需要配置700 mL的沖洗液。實驗具體步驟為：

a.用量筒稱量700 mL水倒入容器中；b.用電子天平稱量一定量的燒堿，倒入水中，并攪拌；c.用電子天平稱量一定量的植物膠干粉，一邊倒入裝有燒堿的水中，一邊攪拌，并記錄攪拌時間；d.達到攪拌時間后，停止攪拌。采用PH試紙、蘇氏漏斗、六速旋轉粘度計等對沖洗液進行性能測試，并記錄數據。實驗如圖1,圖2所示。

6)實驗結果。

a.植物膠干粉含量為2%,攪拌時間(15 min)和攪拌速度(300 r/min)相同的條件，燒堿含量不同的條件下，植物膠沖洗液的性能參數對比。具體漿液測試成果統計見表1。

表1 2%SH植物膠、攪拌時間和攪拌速度相同、不同燒堿含量情況下性能參數統計表

根據表1，植物膠干粉含量為2%，攪拌速度和攪拌時間相同的情況下，燒堿含量越高，沖洗液性能越好。在燒堿含量為9%時，其性能最佳。

b.植物膠干粉含量為2%，燒堿含量(8%)和攪拌速度(300 r/min)相同的條件，攪拌時間不同的條件下，植物膠沖洗液的性能參數對比。具體漿液測試成果統計見表2。

表2 2%SH植物膠、8%燒堿漿液、攪拌速度300 r/min時漿液性能參數統計表

根據表2，植物膠干粉含量為2%、燒堿含量為8%、攪拌速度為300 r/min的情況下，攪拌時間為15 min～20 min時，沖洗液性能較好。

c.植物膠干粉含量為2%，燒堿含量(8%)和攪拌速度(500 r/min)相同，攪拌時間不同的條件下，植物膠沖洗液的性能參數對比。具體漿液測試成果統計見表3。

表3 2%SH植物膠、8%燒堿漿液、攪拌速度500 r/min時漿液性能統計表

根據表3，植物膠干粉含量為2%、燒堿含量為8%、攪拌速度

為500 r/min，攪拌時間為10 min～15 min時，沖洗液性能較好。

d.植物膠干粉含量為2%，燒堿含量(8%)和攪拌時間(20 min)相同，攪拌速度不同的條件下，植物膠沖洗液的性能參數對比。

表4 2%SH植物膠、8%燒堿漿液、20 min攪拌時間、攪拌速度不同時的漿液性能統計表

根據表4，植物膠干粉含量為2%、燒堿含量為8%，攪拌時間相同(20 min)的情況下，攪拌速度越低，沖洗液性能越好。

e.漿液攪拌時間，攪拌速度，燒堿含量為8%，600 r/min攪拌速度的相同條件，植物膠干粉含量不同的條件下，植物膠沖洗液的性能參數對比。

表5 不同SH植物膠濃度的漿液性能統計表

根據表5，植物膠沖洗液攪拌時間、攪拌速度、燒堿含量(8%)、攪拌速度(600 r/min)相同的情況下，植物膠干粉含量在2%～3%時，性能較好。在植物膠干粉含量由2%增加到3%時，性能優(yōu)勢增加不是十分明顯。

通過對以上五組試驗數據的分析，可以看出植物膠沖洗液性能的變化趨勢：

1)在一定范圍內，隨著添加劑燒堿含量的增加，性能變好；

2)在一定范圍內，隨著干粉含量的增加，性能變好；

3)在一定范圍內，隨著攪拌速度的提高，性能變差；

4)在一定范圍內，隨著攪拌時間的增長，性能變差；

5)在一定范圍內，與攪拌容器和攪拌頭的比例有關系。

根據分析結論，并綜合考慮現場應用情況以及工作成本，確定植物膠沖洗液最佳配方為：植物膠干粉含量2%～3%，燒堿含量8%～9%，攪拌時間15 min～20 min，攪拌速度300 r/min～500 r/min。

4 成果運用

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