15
ные ионы, то макромолекулы могут укрупняться или «сшиваться» между собой,
образуя либо малоактивные, либо нерастворимые пространственные полимеры.
Наиболее ярким примером таких процессов является снижение растворимости и,
соответственно, физико-химической активности
полиакрилатов в присутствии
ионов кальция и магния (при повышении жёсткости водной среды).
При повышении температуры в основном происходит деструкция (рас-
щепление) полимеров с уменьшением молекулярной массы. При этом выделя-
ются различные продукты деполимеризации. Они могут быть вполне
работоспособными и взаимодействовать как с компонентами бурового раство-
ра, так и между собой с образованием сильно разветвлённых и пространствен-
ных структур.
Деструкция полимерных реагентов может
быть связана с окислительны-
ми процессами под действием химических веществ (кислоты, кислород, метал-
лы переменной валентности). Например, деструкция крахмала в кислой среде, в
результате которой образуются моносахариды. Деструкция линейных полиме-
ров в присутствии железа, меди, никеля, марганца (например, при обработке
полимерных растворов диоксидом марганца как нейтрализатором сероводоро-
да). Окислительные процессы большую роль
играют при ферментативной
(микробиологической) деструкции органических полимеров, которые сопро-
вождаются снижением реологических свойств их водных растворов, водород-
ного показателя и стабилизирующей способности реагентов.
При этом в
начальной стадии частичное восстановление свойств не представляет серьёзной
проблемы, а в поздней стадии это не представляется возможным.
Значительное влияние на свойства полимерных химических реагентов
оказывают минерализация дисперсионной среды и величина рН. Так, в кислой
среде молекулы амфотерных и катионных полиэлектролитов будут стремиться
выпрямиться вследствие действия электростатических сил отталкивания между
одноимённо заряженными группами, повышая эффективность реагентов, а мо-
лекулы анионных полиэлектролитов глобулизируются за счёт подавления из-
бытком ионов водорода ионизации анионоактивных групп, что сопровождается
снижением вязкости их водных растворов и эффективности в буровых раство-
рах. В щелочной среде возрастает гибкость и эффективность анионных поли-
электролитов.
Однако необходимо отметить, что в щелочной среде
эффективны, благодаря своим двойным свойствам, и амфотерные полиэлектро-
литы. В связи с тем, что реагенты-стабилизаторы буровых растворов чаще все-
го имеют анионные и амфотерные свойства, в водных системах
поддерживаются щелочные свойства. Тем не менее требуется ограничение ве-
16
личины рН, так как при избыточном количестве гидроксил-ионов также подав-
ляется ионизация активных групп, что приводит к глобулизации макромолекул.
Поэтому в паспорте реагента всегда даны рекомендации по
предельным вели-
чинам водородного показателя. При отсутствии информации можно рекомен-
довать значения рН в пределах 8,5÷10,5, но большинство современных
высокомолекулярных реагентов сохраняют эффективность и при сравнительно
больших величинах водородного показателя.
Эффективность и направленность действия ионогенных полиэлектроли-
тов изменяется в зависимости от минерализации буровых растворов. Так,
например, акрилаты и некоторые эфиры целлюлозы в соленасыщенных раство-
рах являются разжижителями наподобие лигносульфонатов, то есть проявляют
свойства коллоидных ПАВ, что связано с приобретением
сферической формы
макромолекулы (глобулизация полимера). В меньшей степени эти факторы
влияют на свойства тех полимеров, которые можно отнести к неионогенным.
Это связано с отсутствием диссоциации активных групп. Некоторое снижение
вязкости можно объяснить гидрофобизацией поверхности гигантских по своим
размерам макромолекул.
Do'stlaringiz bilan baham: