Aging of carbon nanotube-filled fluoroelastomer in oil-based drilling fluid

• Autorzy: Heidarian J.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.3.4

Warianty tytułu

PL

Starzenie fluoroelastomeru napełnionego nanorurkami węglowymi w płuczce wiertniczej na bazie oleju

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Carbon nanotube (CNT)-, carbon black (CB)-filled fluoroelastomer (FE) and unfilled FE compounds were prepared (CNT/FE, CB/FE and FE). The oil-based drilling mud (OBD) aging resistance of these elastomers were assessed by tests of atomic force microscopy (AFM), optical microscopy and X-ray diffractometry (XRD). Weight gain, swelling and hardness were also determined. The whole conclusion is that CNT/FE can be used as O-rings in OBD drilling while FE and CB/FE can not.

PL

Metodami mikroskopii optycznej, mikroskopii sił atomowych (AFM) i dyfraktometrii rentgenowskiej (XRD) badano odporność starzeniową kompozytów na bazie fluoroelastomeru (FE) napełnianego nanorurkami węglowymi (CNT) lub sadzą węglową (CB), poddanych działaniu płuczki wiertniczej na bazie oleju (OBD). Oznaczano też przyrost masy, stopień spęcznienia i twardość próbek poddanych starzeniu w środowisku płynu wiertniczego. Stwierdzono, że fluoroelastomer napełniony nanorurkami węglowymi jest odporny na działanie płynu wiertniczego i można go stosować w materiale uszczelek w urządzeniach wiertniczych wykorzystujących płuczki na bazie oleju.

Słowa kluczowe

EN

carbon nanotube; fluoroelastomer; carbon black; oil-based drilling mud; aging test; atomic force microscopy; optical microscopy

PL

nanorurki węglowe; fluoroelastomer; sadza węglowa; płuczka wiertnicza; test starzeniowy; mikroskopia sił atomowych; mikroskopia optyczna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 3
• Strony: 191--212
• Opis fizyczny: Bibliogr. 47 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Heidarian J.

• Nanotechnology Research Center, Research Institute of Petroleum Industry (Ripi)-West Side of Azadi Sport Complex-Tehran Iran, 1485733111, Tehran, Iran

Bibliografia

• [1] Endo M., Noguchi T., Ito M. et al.: Advanced Functional Materials 2008, 18, 3403. http://dx.doi.org/10.1002/adfm.200801136
• [2] Pat. US 8 901 228 (2014).
• [3] Ito M., Noguchi T., Ueki H. et al.: Materials Research Bulletin 2011, 46, 1480. http://dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2011.04.028
• [4] Zhong A.: “Residual Stress, Thermomechanics & Infrared Imaging, Hybrid Techniques and Inverse Problems”, Proceedings of the 2016 Annual Conference on Experimental and Applied Mechanics, Springer, Germany 2016, 9, 65.
• [5] Pat. Appl. US 0 154 454 (2014).
• [6] Molavi F.K., Soltani S., Naderi G., Bagheri R.: Polyolefins Journal 2016, 3, 69. http://dx.doi.org/10.22063/poj.2016.1293
• [7] Maiti M., Bhowmick A.K.: Polymer 2006, 47, 6156. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2006.06.032
• [8] Morozov I.A., Solodko V.N., Kurakin A.Y.: Polymer Testing 2015, 44, 197. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2015.04.007
• [9] Mishra S., Shimpi N.G., Mali A.D.: Journal of Polymer Research 2011, 18, 1715. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-011-9577-7
• [10] Bhattacharyya S., Sinturel C., Bahloul O. et al.: Carbon 2008, 46, 1037. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2008.03.011
• [11] Gabriel D., Karbach A., Drechsler D. et al.: Colloid and Polymer Science 2016, 294, 501. http://dx.doi.org/10.1007/s00396-015-3802-6
• [12] Javadi S., Sadroddini M., Razzaghi-Kashani M. et al.: Journal of Polymer Research 2015, 22, 1. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-015-0805-4
• [13] Wang D., Fujinami S., Nakajima K. et al.: Polymer 2010, 51, 2455. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2010.03.052
• [14] Kummali M.M., Miccio L.A., Schwartz G.A. et al.: Polymer 2013, 54, 4980. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2013.07.032
• [15] https://www.xiameter.com/en/ExploreSilicones/Documents/45-0113E-01 Fluid new2 (3).pdf (access date 28.05.2017).
• [16] http://www.prepol.com/Ppe-Uploads/Elastomer_guide_chemical_compatibility.pdf (access date 28.05.2017).
• [17] The NORSOK M-710: 2001. Qualification of nonmetallic sealing materials and manufacturers.
• [18] ISO 23936-2:2011(En). Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Non-metallic materials in contact with media related to oil and gas production — Part 2: Elastomers.
• [19] Epikhin A., Ushakov A., Barztaikin V. et al.: “Experimental research of drilling mud influence on mud motor mechanical rubber components” IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publishing, 6–10 April, Tomsk, Russia 2015, p. 012051.
• [20] K ader M.A., Bhowmick A.K.: Polymer Degradation and Stability 2003, 79, 283. http://dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(02)00292-6
• [21] Ghari H.S., Shakouri Z., Shirazi M.M.A.: Plastics, Rubber and Composites 2014, 43, 177. http://dx.doi.org/10.1179/1743289814Y.0000000087
• [22] Maiti M., Bhowmick A.K.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 105, 435. http://dx.doi.org/10.1002/app.26052
• [23] Heidarian J., Hassan A.: “Stable mechanical properties of carbon nanotube filled fluoroelastomers subjected to aging test in oil based drilling fluids” 2017, submitted.
• [24] Heidarian J., Hassan A.: Polish Journal of Chemical Technology 2017, 19, 132. http://dx.doi.org/10.1515/pjct-2016-0050
• [25] S ugama T., Pyatina T., Redline E. et al.: Polymer Degradation and Stability 2015, 120, 328. ht tp: //dx.doi .org/10.1016/ j .polymdegradstab.2015.07.010
• [26] Sugama T., Sullivan B.: Journal of Materials Science Letters 2001, 20, 1737. http://dx.doi.org/10.1023/A:1012454209899
• [27] Harwood H.J.: Journal of Testing and Evaluation 1983, 11, 289. http://dx.doi.org/10.1520/JTE10292J
• [28] Mitra S., Ghanbari-Siahkali A., Kingshott P. et al.: Polymer Degradation and Stability 2004, 83, 195. http://dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(03)00235-0
• [29] Theodore A., Zinbo M., Carter R.: Journal of Applied Polymer Science 1996, 61, 2065. ht t p: / /d x .do i . o r g / 10 .10 0 2 / (S ICI )10 9 7--4628(19960919)61:12%3C2065::AID-APP3%3E-3.0.CO;2-8
• [30] Banik I., Bhowmick A.K., Raghavan S. et al.: Polymer Degradation and Stability 1999, 63, 413. http://dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(98)00122-0
• [31] K night G., Wright W.: Thermochimica Acta 1983, 60, 187. http://dx.doi.org/10.1016/0040-6031(83)80269-X
• [32] Ross G., Watts J., Hill M., Morrissey P.: Polymer 2000, 41, 1685. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(99)00343-2
• [33] Benning H.G., Davidson M.: KGK-Kautschuk Gummi Kunststoffe 2016, 69, 22.
• [34] Pham T.T., Sridhar V., Kim J.K.: Polymer Composites 2009, 30, 121. http://dx.doi.org/10.1002/pc.20521
• [35] Liu Y., Liu P., Fan Z., Duong H.: Materials Technology: Advanced Performanced Materials 2015, 30, 150. http://dx.doi.org/10.1179/17535557A15Y.000000015
• [36] Balachandran M., Bhagawan S.: Journal of Polymer Research 2012, 19, 1. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-011-9809-x
• [37] Balachandran M., Bhagawan S.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 126, 1983. http://dx.doi.org/10.1002/app.36328
• [38] Wei J., Jacob S., Qiu J.: Composites Science and Technology 2014, 92, 126. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2013.12.010
• [39] Collins W.R., Lewandowski W., Schmois E. et al.: Angewandte Chemie International Edition 2011, 50, 8848. http://dx.doi.org/10.1002/anie.201101371
• [40] Stephen R., Varghese S., Joseph K. et al.: Journal of Membrane Science 2006, 282, 162. http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2006.05.019
• [41] Heidarian J., Hassan A.: Polymer Composites 2015, 37, 3341. http://dx.doi.org/10.1002/pc.23532
• [42] Pandurangappa C., Lakshminarasappa B.N.: Journal of Nanomedicine and Nanotechnology 2011, 2 (2). http://dx.doi.org/10.4172/2157-7439.1000108
• [43] Chen Y., Zhao Y., Liang Z.: Journal of Materials Chemistry A 2015, 3, 9137. http://dx.doi.org/10.1039/C5TA01198A
• [44] Uriarte L.M., Dubessy J., Boulet P. et al.: Journal of Raman Spectroscopy 2015, 46, 822. http://dx.doi.org/10.1002/jrs.4730
• [45] Léger J.-M., Haines J., Danneels C.: Journal of Physics and Chemistry of Solids 1998, 59, 1199. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-3697(98)00057-2
• [46] Rehmer A., Scheurell K., Kemnitz E.: Journal of Materials Chemistry C 2015, 3, 1716. http://dx.doi.org/10.1039/C4TC02510E
• [47] Ghosh A., De S.: Rubber Chemistry and Technology 2004, 77, 856. http://dx.doi.org/10.5254/1.3547856

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).