Swelling of EPDM rubbers for oil-well applications as influenced by medium composition and temperature. Part I. Literature and theoretical background

Zielińska, M.; Seyger, R.; Dierkes, W. K.; Bielinski, D.; Noordermeer, J. W. M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Swelling of EPDM rubbers for oil-well applications as influenced by medium composition and temperature. Part I. Literature and theoretical background

Autorzy

Zielińska M. , Seyger R. , Dierkes W. K. , Bielinski D. , Noordermeer J. W. M.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Wpływ składu oleju i temperatury na pęcznienie gumy EPDM do zastosowań w szybach naftowych. Cz. I. Przegląd literaturowy i podstawy teoretyczne

Języki publikacji

Abstrakty

The paper describes the mechanism of interactions between hydrocarbon solvents and vulcanized rubber (representing crosslinked network structure). The problem is discussed from the point of view of thermodynamic principles of swelling, temperature and material factors affecting swelling of filled rubber vulcanizates, as well as the impact of swelling on properties of the materials. Special attention has been paid to the importance of models for the physical swelling of rubber in various hydrocarbons, which will provide a basis for prediction of swelling in their mixture like oils.

W artykule opisano mechanizm oddziaływania między rozpuszczalnikami węglowodorowymi a usieciowanym kauczukiem (reprezentującym usieciowaną strukturę przestrzenną). Zagadnienie zostało przedyskutowane z punktu widzenia podstawowych praw termodynamiki dotyczących rozpuszczalności, temperatury i czynników materiałowych, mających wpływ na oddziaływanie rozpuszczalników na napełnione wulkanizaty oraz wpływu na ich właściwości. Ze względu na możliwość stworzenia podstaw do przewidywania zachowania się materiałów w mieszaninie rozpuszczalników, odpowiadającej olejom, szczególną uwagę poświęcono modelom opisującym fizyczne pęcznienie gumy w różnych węglowodorach.

Słowa kluczowe

rubber chemical structure morphology swelling properties

guma budowa chemiczna morfologia pęcznienie właściwości

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników

Czasopismo

Elastomery

Rocznik

2016

Tom

T. 20, nr 2

Strony

6--17

Opis fizyczny

Bibliogr. 32 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Zielińska M.

University of Twente, Dept. of Elastomer Technology and Engineering, PO Box 217, 7500 AE Enschede, the Netherlands
Lodz University of Technology, Lodz, Poland

autor

Seyger R.

Ruma Products B.V., Lindberghstraat 49, 7903 BM, Hoogeveen, the Netherlands

autor

Dierkes W. K.

University of Twente, Dept. of Elastomer Technology and Engineering, PO Box 217, 7500 AE Enschede, the Netherlands

autor

Bielinski D.

Lodz University of Technology, Lodz, Poland

autor

Noordermeer J. W. M.

j.w.m.noordermeer@utwente.nl

University of Twente, Dept. of Elastomer Technology and Engineering, PO Box 217, 7500 AE Enschede, the Netherlands

Bibliografia

1. Hrnjak-Murgid Z., JelenEid J. and Bravar M., “The role of molar volume of the organic solvents in the swelling EPDM vulcanizate/solvent”, Angew. Makromol. Chem., 1996, 242, 4222, 85–96.
2. Akhtar M., Qamar S.Z. and Pervez T., “Swelling elastomer applications in oil and gas industry”, J. Trends Dev. Mach. Assoc. Technol., 2012, 16(1), 71–74.
3. Akhtar M., Velden M. and Al-Houqani S., “Investigation of pre- and post-swelling behavior of elastomeric material”, TJER, 2013, 10(1), 65–79.
4. Seyger R., Resink S., Harms H., and Hibberd R., “The future of swelling elastomers: An elastomer manufacturer’s view of swelling elastomer developments and market trends”, TJER, 2013, 10(1), 50–64.
5. www.zeonchemicals.com (15.11.2013).
6. www.epmag.com (15.11.2013).
7. Cai S., Lou Y., Ganguly P., Robisson A. and Suo Z., “Force generated by a swelling elastomer subject to constraint”, J. Appl. Phys., 2010, 107, 103535.
8. www.rigzone.com (17.11.2013).
9. Herold B.H., Edwards J.E., Kujik R.V., Froelich B., Marketz F., Welling R.W.F. and Leuranguer C., “Evaluating expandable tubular zonal and swelling elastomer isolation using wireline ultrasonic measurements”, Asia Pacific Drilling Technology Conference and Exhibition 2006, Bangkok, Thailand.
10. Farid O.M., “Investigating membrane selectivity based on polimer swelling”, University of Nottingham 2010, PhD thesis, 45.
11. Treloar L.R.G., The physics of rubber elasticity, 3rd ed., Oxford 1975, 128–159.
12. Mönch W., Dehnert J., Jaufmann E. and Zappe H., “Flory- Huggins swelling of polymer Bragg mirrors”, Appl. Phys. Lett., 2006, 89.
13. Frenkel J., “A theory of elasticity, viscosity and swelling in polymeric rubber-like substances”, Rubber Chem. Technol., 1940, 13(2), 264–274.
14. Flory P.J. and Rehner J., “Statistical mechanics of crosslinked polymer networks. II. Swelling”, J. Chem. Phys., 1943, 11, 521.
15. Sperling L.H., Introduction to physical polymer science, Wiley INC 2006, 173–175, 472–473.
16. Flory P.J., “Thermodynamics of high polymer solutions”, J. Chem. Phys., 1942, 10, 51–61.
17. Flory P.J., Principles of polymer chemistry, Cornell University Press: Ithaca, NY, London, 1953.
18. Blanks R.F., Prausnitz J.M., “Thermodynamics of polimer solubility in polar and nonpolar systems”, Ind. Eng. Chem. Fund., 1964, 3(1), 1–8.
19. Tereshatov V.V., Senichev V.Y. and Denisyuk E.Y., Equilibrium swelling in binary solvents, Handbook of solvents, Chemtec Publishing 2001, 318–338.
20. Brandt-Nielsen T. and Hansen C.M., “Elastomer swelling and Hansen solubility parameters”, Polym. Test., 2005, 24, 1054–1061.
21. Hansen C.M., Hansen solubility parameters: a user’s handbook, 2nd Ed., CRC Press 2012.
22. Petchkaew A., Sahakaro K. and Noordermeer J.W.M., “Petroleum-based safe process oils in NR, SBR and their blends: study on unfilled compounds. Part I. Oil characteristics and solubility aspects”, KGK, 2013, 66(4), 43–47.
23. Gee G. and Treloar L.R.G., “The interaction between rubber and liquids. I. A thermodynamical study of TEH system rubber-benzene”, Rubber Chem. Technol., 1943, 16(1), 89–110.
24. Tereshatov V.V., Balashova M.I. and Gemuev A.I., Prediction and regulating of properties of polymeric materials, Ural Branch of AS USSR Press 1989, 3.
25. Abhimanyu P. and Coolbaugh T., “ELASTOMERS: A literature review with emphasis on oil resistance”, Rubber Chem. Technol., 2005, 78, 516.
26. Petrova N.N., Popova A.F. and Startsev O.B., “Peculiarities of rubber-oil interaction under the conditions of cold climate”, Prog. Chemom. Res., 2005, 18, 265–271.
27. Wu B., Zhou M. and Lu D., “Studies on swelling behaviour, compressive properties and network parameters of EPDM/4-tert-butylstyrene oil gels”, Iran. Polym. J., 2006, 15(12), 989–995.
28. Powers P.O. and Billmeyer B.R., “Swelling of synthetic rubbers in mineral oils: Effect of temperature and aniline point”, Ind. Eng. Chem.,1945, 64–67.
29. Shan G.R., Xu P.Y., Weng Z.X. and Huang Z.M., “Oil-absorption function of physical crosslinking in the high-oil-absorption resins”, J. Appl. Polym. Sci., 2003, 90, 3945–3950.
30. Choi H.S., Kim J.M., Lee K.J. and Bae Y.C., “Swelling behawior of thermosensitive N-isopropylacrylamide-ethyl-N-acryloylglycine submicron-sized copolymer gel particles”, J. Appl. Polym. Sci., 1998, 69, 799.
31. Choi H.S., Kim J.M., Lee K.J. and Bae Y.C., “Swelling behaviors of sub-micron-sized copolymer gel particles: The effect of physical crosslinking”, J. Polym. Sci. B Polym. Phys., 2001, 39, 1928.
32. Hanley J., Murphy N., Ali H. and Jerrams S., “The effect of oil swelling on the fatigue life of elastomers subjected to cyclic buble inflation”, ISE 2007, September 23–27, Freiburg, Germany.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-14da0222-966e-41bb-8e7a-4e6e842cd7a4