رزین فنولیک چگونه با سایر مواد شیمیایی که معمولاً در میادین نفتی استفاده می‌شوند، تعامل دارد؟

مقدمه

سازگاری یک ویژگی مادی واحد نیست. هنگام بحثرزین فنولیک برای کاربردهای میدان نفتی، این سوال که آیا یک رزین با یک محیط معین سازگار است ناقص است مگر اینکه فرم رزین، فرمول کامل، شرایط قرار گرفتن در معرض و نقطه پایان ارزیابی تعریف شده باشد.

سازگاری یک نتیجه در سطح سیستم است. این بستگی به درجه و فرم عرضه رزین خاص، ترکیب کامل سیال، شرایط محیطی، تاریخچه تماس و نقطه پایانی عملکرد دارد.

این مقاله چارچوبی برای در نظر گرفتن سازگاری ارائه می دهد. نتیجه گیری تجویزی در مورد هیچ درجه رزین خاص، ترکیب شیمیایی یا کاربرد میدانی ارائه نمی کند. هدف آن کمک به مشتریان صنعتی است که ارزیابی های خود را در سطح فرمول بندی ساختاربندی کنند.

قبل از بحث در مورد سازگاری، فرم رزین را تعریف کنید

رزین های فنولیکیک موجود شیمیایی منفرد و ثابت نیستند. این اصطلاح شامل خانواده وسیعی از مواد با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوت است. قبل از اینکه هر بحث سازگاری معنادار باشد، شکل رزین باید مشخص شود.

اشکال و حالت های مادی احتمالی عبارتند از:

- پایه مایع خشک نشده

- محلول رزین آبی یا حلال

- پراکندگی یا امولسیون رزین

- نوولاک جامد یا پیش پلیمر جامد دیگر

- سیستم فرموله شده حاوی عوامل پخت، کاتالیزورها، پرکننده ها یا سایر مواد افزودنی

- مواد تا حدی پخته شده

- شبکه ترموست با پیوند متقاطع کاملا درمان شده

- محصول کامپوزیت یا چند جزئی حاوی رزین فنولیک

هر درجه تجاری در همه این اشکال موجود نیست.

سازگاری در یک سیستم مایع، از جمله پایداری پراکندگی، بارش، تغییر ویسکوزیته یا ژل شدن، با مقاومت شیمیایی یک شبکه کاملا پخته شده متفاوت است. رفتار مشاهده شده برای یک شکل رزین را نمی توان به همه سیستم های فنلی-رزین صنعتی تعمیم داد.

سازگاری ممکن است به چه معنا باشد

سازگاری می تواند به نتایج قابل مشاهده متفاوتی بسته به حالت ماده، کاربرد مورد نظر و روش آزمایش اشاره داشته باشد. نقاط پایانی ارزیابی بالقوه ممکن است شامل موارد زیر باشد:

- همگنی یا پایداری فاز یک مخلوط مایع

- ویسکوزیته یا تغییرات رئولوژیکی

- بارش، لخته سازی یا ژل شدن

- رفتار پخت یک سیستم واکنشی

- جذب مایعات، تورم یا تغییر توده

- حفظ خواص فیزیکی یا مکانیکی مربوطه

- عملکرد یک فرمول کامل حاوی افزودنی های کاربردی متعدد

اینها به جای یک پروتکل آزمون جهانی، مقوله های ارزیابی ممکن هستند. نقاط پایانی مربوطه به استفاده مورد نظر، وضعیت مواد و شرایط فرآیند بستگی دارد.

سورفکتانت ها و افزودنی های سطحی

هنگامی که یک فرمول کاندید حاوی یک سورفکتانت یا یک افزودنی سطحی دیگر باشد، اثر آن بر روی یک سیستم رزین مایع یا پراکنده را نمی توان به تنهایی از کلاس مواد استنباط کرد. نتیجه ممکن است به نوع سورفکتانت، فرم رزین، فاز پیوسته، فرمولاسیون کامل و شرایط ارزیابی بستگی داشته باشد.

بسته به سیستم، ارزیابی ممکن است ظاهر، رفتار فاز، ویسکوزیته یا پایداری را بررسی کند. این که افزودنی باعث تثبیت، بی ثباتی یا تغییر در فرمولاسیون می شود را نمی توان به تنهایی از روی نام مواد پیش بینی کرد.

اسیدها، بازها و سیالات واکنشی

هنگامی که یک ماده حاوی رزین ممکن است با یک سیال اسیدی، قلیایی یا غیر فعال تماس پیدا کند، سازگاری باید برای وضعیت دقیق مواد و سناریوی قرار گرفتن در معرض تعریف شود. متغیرهای مرتبط ممکن است شامل موارد زیر باشد:

- شیمی و فرم رزین

- خصوصیات سیال

- محدوده دما و نوردهی نماینده

- سایر اجزای فرمولاسیون

- خواص یا نقاط پایانی عملکرد در حال ارزیابی

مقاومت شیمیایی باید با استفاده از مواد و شرایط واقعی نماینده کاربرد مورد نظر ارزیابی شود. روش ارزیابی و معیارهای پذیرش نیز باید برای وضعیت مادی مربوطه مناسب باشد.

ASTM D543-21 روش های کلی برای ارزیابی مقاومت نمونه های پلاستیکی در برابر معرف های شیمیایی در شرایط مشخص ارائه می دهد. این یک استاندارد صلاحیت میدان نفتی نیست و عمر مفید را پیش بینی نمی کند. نباید فرض کرد که مستقیماً روی رزین های پخته نشده، محلول های رزین، پراکندگی ها یا سیالات چند جزئی پیچیده اعمال می شود. این استاندارد به طور مستقل مقاومت اسید، نمک یا حلال را برای یک محصول تجاری نشان نمی دهد.

آب نمک و نمک های محلول

برای فرمولاسیون رزین آبی، ترکیب واقعی آب باید در ارزیابی سازگاری گنجانده شود. عملکرد را نمی توان تنها از روی برچسب "آب نمک" یا از هویت نمک استنباط کرد.

این که آیا بارش، جداسازی فاز، ژل شدن یا تغییر دیگری رخ می دهد، یک سوال خاص فرمولاسیون است. سازگاری با یک آب نمک خاص باید با استفاده از ترکیب واقعی آب، فرمولاسیون کامل رزین، وضعیت مواد مربوطه و شرایطی که نماینده کاربرد مورد نظر است ارزیابی شود.

سایر پلیمرها و افزودنی های کاربردی

مواد مبتنی بر رزین فنولیک ممکن است با سایر پلیمرها یا افزودنی های کاربردی در محصولات فرموله شده ترکیب شوند. هنگامی که جزء دیگری معرفی می شود، فرمول کامل باید از نظر تغییرات مرتبط در همگنی، جریان، رفتار واکنش یا سایر خواص مشخص شده ارزیابی شود.

ادعاهای مربوط به عملکرد بهبود یافته را نمی توان از نام اجزاء تعمیم داد. سازگاری باید در فرمول کامل ارزیابی شود و فرمولاسیون و تاریخچه پردازش مربوطه باید در طرح ارزیابی تعریف شود.

چارچوب سازگاری-ارزیابی

یک چارچوب ارزیابی اولیه و غیر تجویزی ممکن است شامل عناصر زیر باشد:

- درجه و فرم عرضه رزین خاص را مشخص کنید.

- محیط تماس کامل یا سیستم سیال را تعریف کنید.

- مرحله فرآیند مورد نظر را شناسایی کنید.

- محدوده های شرایط نماینده را تعریف کنید.

- نقاط پایانی ارزیابی مرتبط، روش های مستند و معیارهای پذیرش را ایجاد کنید.

- فرمول کامل مورد نظر را ارزیابی کنید.

- حفظ سوابق قابل ردیابی

این چارچوب پارامترهای عملیاتی، غلظت‌ها، رویه‌ها یا معیارهای قبولی/شکست را ارائه نمی‌کند. هرگونه طرح آزمایشی دقیق و کنترل‌های ایمنی مرتبط باید توسط پرسنل واجد شرایط و بر اساس رویه‌ها و مقررات مربوطه در محل ایجاد شود.

مرزهای مستندسازی

محصولات تجاری فنلی رزین ممکن است با اسناد مختلفی همراه باشد که اهداف متمایز دارند:

- برگه اطلاعات فنی اطلاعات فنی انتخاب شده توسط تامین کننده را برای یک درجه خاص همانطور که ارائه می شود ارائه می دهد.

- برگه اطلاعات ایمنی اطلاعات خطرات و احتیاطات را برای محصول همانطور که ارائه شده است به اطلاع می رساند.

- یک گواهی تجزیه و تحلیل اقلام خاص دسته ای را که توسط تامین کننده برای دسته مربوطه فهرست شده است، گزارش می دهد.

همه محصولات با اسناد یا سطح داده یکسان همراه نیستند. برگه‌های اطلاعات فنی، برگه‌های اطلاعات ایمنی و گواهی‌های تجزیه و تحلیل به طور مستقل سازگاری با یک سیستم شیمیایی میدان نفتی خاص را نشان نمی‌دهند.

برگه داده ایمنی یک مشخصات پذیرش کیفیت نیست و گواهی تجزیه و تحلیل یک تأییدیه استفاده نهایی نیست. سازگاری نهایی و مناسب بودن برنامه منوط به تأیید اعتبار توسط پرسنل واجد شرایط مشتری با استفاده از فرمول کامل مورد نظر و شرایط نمایندگی است.

نتیجه گیری و تماس

در حال ارزیابیرزین فنولیک برای کاربردهای میدان نفتیبرای سازگاری با مواد شیمیایی میدان نفتی به یک رویکرد خاص فرمولاسیون نیاز دارد. مشتریان صنعتی ممکن است برای درخواست مستندات محصول موجود و بحث در مورد اطلاعات درجه اولیه از جمله:

- عیار رزین و فرم عرضه

- دسته کلی سیال یا شیمیایی

- محیط مبتنی بر آب یا حلال

- مرحله فرآیند مورد نظر

- نقاط پایانی ارزیابی را هدف قرار دهید

- مشخصات قابل اجرا

- مستندات محصول موجود و محدودیت های فرمولاسیون مربوطه

ارتباطات فنی اولیه به منزله تأیید سازگاری یا تأیید برای یک برنامه خاص نیست. ارزیابی های سازگاری باید توسط پرسنل واجد شرایط با استفاده از روش های مناسب و داده های خاص سیستم انجام شود.

مراجع

1. Gardziella، A.، Pilato، LA، & Knop، A. (2000). رزین های فنولیک: شیمی، کاربردها، استانداردسازی، ایمنی و اکولوژی (ویرایش دوم). اسپرینگر برلین، هایدلبرگ. DOI: 10.1007/978-3-662-04101-7

2. ASTM International. (2021). ASTM D543-21: روش های استاندارد برای ارزیابی مقاومت پلاستیک ها در برابر معرف های شیمیایی. ASTM International. DOI: 10.1520/D0543-21