Натријум карбоксиметил целулоза (ЦМЦ) је важан функционални адитив у производима од бентонита. Његова примена се углавном врти око побољшања физичких својстава и карактеристика прераде бентонита, и широко је укључена у бушење, ливење, заштиту животне средине, отпад за мачке и друга поља.
1.Основна подручја примене и механизам деловања
1.1. Поље бушотине
У нафти, природном гасу и геолошком бушењу, бентонит је основни материјал за бушење (углавном користећи своје карактеристике бубрења у води за формирање колоида и суспендованих чврстих честица), а ЦМЦ, као кључни адитив за исплаке, може ефикасно побољшати ефекат употребе бентонитног блата. Главни ефекти су следећи:
Способност згушњавања и реолошког подешавања: Натријум ЦМЦ може значајно повећати вискозитет бентонитног исплака за бушење, побољшати његову носивост суспензије, осигурати да се резови изрезани бургијом не слегну и избећи несреће са заглављивањем бушотине; истовремено, подешавањем „разређивања смицања“ исплаке (разређивање при великом смицању за лако пумпање, згушњавање при ниском смицању за суспензију), ефикасност бушења је оптимизована.
Смањите способност губитка филтрације: Током бушења, садржај воде у бентонитном муљу ће продрети у формацију (губитак филтрације), а прекомерни губитак филтрације исплаке може довести до урушавања зида бунара. ЦМЦ молекули могу формирати танак и чврст филтерски колач на зиду бунара, смањујући губитак воде и штитећи стабилност зида бунара.
Отпорност на со и способност побољшања стабилности: Бентонит је склон квару флокулације у слојевима соли (који садрже високе концентрације електролита), док ЦМЦ има одређену отпорност на со, што може побољшати стабилност муља у сложеним формацијама (као што су формације које садрже со-и калцијум{1}}) и одржавати његову колоидну структуру.
1.2. Ливничка индустрија
Бентонит се користи као везиво за песак у ливењу (везује честице песка за формирање и осигурава да се пешчани калуп не деформише на високим температурама). Додавањем ЦМЦ-а, његове перформансе се могу оптимизовати:
Повећана способност везивања: Натријум ЦМЦ и честице бентонита се комбинују кроз водоничне везе, што може побољшати мокру и суву чврстоћу песка и смањити оштећење пешчаног калупа током транспорта или сипања.
Побољшајте способност пластичности: Додавањем натријум ЦМЦ-а, крхкост ливачког песка се може смањити, што га чини лакшим за обликовање (као што је пешчано калупљење сложених одливака), док се смањује прашина која лети током обликовања.
Равнотежа између спорог постављања и способности склапања: натријум ЦМЦ може одложити брзину очвршћавања песка за калупљење и продужити време рада калупа; а након што се ливење охлади, то не утиче на слагање песка за обликовање (лако за чишћење песка).
1.3. Производи од мачјег песка (на бази-бентонита)
Ово је типичан сценарио примене за комбинацију ЦМЦ и бентонита:
Ојачати способност агломерације: Природна агломерација бентонитног песка за мачке зависи од силе адсорпције између честица, али на њу лако утичу количина воде и величина честица. ЦМЦ натријум (ЦМЦ ЛВ) формира вискозни колоид када се сретне са водом, који чврсто везује честице бентонита да би се формирала компактнија и не-крхкија агломерација, што је посебно погодно за више-домаћинства мачака или за сценарије високе- употребе.
Способност смањења прашине и заштите од честица: ЦМЦ ЛВ може формирати танак филм на површини честица бентонита, смањити осипање прашине током транспорта и употребе и смањити иритацију респираторног тракта корисника и кућних љубимаца.
1.4. Заштита животне средине и третман отпадних вода
Због своје јаке адсорпције, бентонит се често користи у третману отпадних вода (као што је адсорпција јона тешких метала и органске материје). Додавање ЦМЦ-а може оптимизовати ефекат његове примене:
Убрзати флокулацију и седиментацију нечистоћа у канализацији: натријум ЦМЦ, као полимерни флокулант, може да ради синергистички са бентонитом да би суспендоване нечистоће у води брже скупиле и таложиле, чиме се побољшава ефикасност третмана отпадних вода.
Формирање и рециклажа: Мешањем бентонита са натријум ЦМЦ-ом да би се направио грануларни адсорбент може се избећи дисперзија и губитак бентонита у праху у води, а лако се рециклира и регенерише, смањујући трошкове третмана.
2. Заједнички принципи ЦМЦ у бентониту
Бентонит формира глинене колоиде када се сусреће са водом. Као -полимер растворљив у води, ЦМЦ-ов молекуларни ланац може да се убаци између честица глине, побољшавајући стабилност колоида путем електростатичког привлачења и водоничних веза и спречавајући агломерацију или седиментацију честица.
У међувремену, ЦМЦ може смањити међуфазну напетост између бентонита и воде и чврстих честица, побољшати његову квашење и дисперзибилност, и учинити бентонит равномерније распоређеним у различитим системима (као што су блато и песак за обликовање).
Кроз ефекат премошћавања између молекула, ЦМЦ може да побољша снагу, жилавост и пластичност материјала на бази бентонита- и уравнотежи контрадикторна својства као што су „везивање“ и „колапс“, „течење“ и „суспензија“.
3. Мере опреза при примени
Контрола количине додавања: Количина ЦМЦ је обично 0,1%-2% масе бентонита (у зависности од поља). Прекомерна употреба може довести до абнормалног вискозитета система (као што је претерано густа исплака за бушење) или повећање трошкова.
Подударање модела: Степен замене (ДС вредност) и степен вискозитета ЦМЦ-а треба да одговарају типу бентонита (као што је ЦМЦ са високом-супституцијом има бољу отпорност на со и погодан је за сценарије бушења; ниско-ЦМЦ са ниским вискозитетом је погоднији за прилагођавање агломерације мачјег носила).
Укратко,Натријум ЦМЦ, кроз свој синергистички ефекат са бентонитом, ефикасно надокнађује недостатке перформанси бентонита када се користи сам, чинећи његову примену у индустријским и цивилним пољима ефикаснијом и стабилнијом. То је кључни адитив за повећање додатне вредности производа од бентонита.
