[发明专利]高吸水树脂凝胶强度测定法

说明书

本发明属于吸水树脂吸水后凝胶强度测定方法。

高吸水树脂用作石油调剖堵水剂，其凝胶强度是个关键的技术指标。目前所用岩蕊法测吸水树脂吸水后凝胶强度，是采用一长金属管，将岩蕊装入管内，而后将树脂装入岩蕊孔洞中，再加水，使吸水树脂膨胀，而后打入压力，待压力下降，即可得到吸水材料突破强度。该方法每次取岩蕊的孔洞不易均匀，测量结果不易比较，且装卸岩蕊比较麻烦，并有一定难度，实验重现性差。

本发明的目的是提供一种测定吸水树脂凝胶强度方法，简称YPJ法，通过该方法可测出抗压能和抗压强度，从而可考查出高吸水树脂凝胶强度的特性。

本发明的测定方法是利用高吸水树脂一旦吸水后膨胀成凝胶，即便加压，水几乎不易积挤出的特性，将高吸水树脂的凝胶，在一定体积下加压挤出破坏时，求承受的极限压强，即抗压强度以MPa表示。当凝胶被挤压破坏时所做的功以J表示，然后计算出单位质量凝胶被挤压时所承受能量，即抗压能，以J/kg表示。

本测定方法采用的装置是测定高吸水树脂吸水后凝胶强度的压缩器，该压缩器由塞柱、样品池、筛网等组成。测定步骤，首先将高吸水树脂用蒸馏水制成凝胶，用分样筛将凝胶虑出，再取凝胶样品放入压缩器的样品池中，控制塞柱下移量为样品池的2/3，称量挤压出的凝胶量，由记力传感器读出挤压力和挤压时所做的功。

YPJ法结果处理如图1所示，图1是吸水树脂吸水后凝胶挤出时应力-应变曲线，图中A为凝胶开始挤出时所需的力，用A（N）表示。凝胶被挤出时所承受挤压力的面积即受力面积为S（mm²）。根据物理学定义，抗压强度为单位受压面积上的力，可表示为σ（MPa）＝A（N）/S（mm²），挤压出一定量凝胶所做的功（即图中OABCD下面积）定义抗压能为挤压时单位质量凝胶挤压时所承受能量，即Ecom（J/kg）。W（kg）-被挤压出凝胶为质量，Y（J）-挤压出W（kg）凝胶所做的功（能）。

YPJ测定方法，平行实验五次误差为2%，重现性较好。

本发明可用于交联型高吸水树脂凝胶强度的测定，包括内烯酰胺类，丙烯酸盐类，马米酸酐，磺酸盐类，淀粉接枝等树脂。

本发明提供的实施例如下：

实施例1：

测不同粒度吸水树脂的凝胶强度。

用体膨型聚丙烯酰胺树脂，筛取不同粒度，用蒸馏水制成吸水倍数均为200倍的凝胶，用分样筛分别把凝胶虑出，用虑纸吸掉筛网下部的水，各取50g放入压缩器样品池中，样品池容积为40mm³，塞柱以50mm/分压速，下移量为样品池的2/3。其结果：

粒径0.8-0.9mm 抗压强度 29.3×10^-3MPa

抗压能  40.25J/kg

粒径0.45-0.5mm 抗压强度27.5×10^-3MPa

抗压能  36.25J/kg

结果可见吸水树脂粒度大，抗压性相对高。

实施例2，测定水质与凝胶强度关系。

同种体膨型聚丙烯酰胺高吸水树脂，用离子和非离子水制成吸水倍数均为50倍的凝胶，其余操作同上测定结果：

离子水凝胶 抗压强度 29.0×10^-3MPa

抗压能  50.0J/kg

非离子水凝胶 抗压强度 24.0×10^-3MPa

抗压能  45.0J/kg

结果表明由于高吸水聚合物只有高分子电解质特性，所以吸水后凝胶强度与水质有明显差异。