اصلاح نانوکلی به منظور پایدارسازی در محیط الکترولیتی پلی اکریل آمید و مطالعه ترمودینامیک آن

تعلیق و پایدارسازی نانو ذرات خاک رس در بسترهای آبی- الکترولیتی با شوری زیاد در صنایع مختلفی همچون حفاری نفت ، ازدیاد برداشت و رفع مشکلات تولید از مخازن نفتی حائز اهمیت فراوان می باشد.اصلاح سطحی نانو ذرات خاک رس از جمله روشهای کار آمد در این راستا بشمار می آید.در این تحقیق ، اصلاح سطحی ذرات نانو خاک رس بنتونایتی از طریق پیوند زنی کو پلیمرهای مختلف شامل کوپلیمر پلی وینیل پیرولیدون-کو-پلی استایرن (pvp) ،کوپلیمر پلی دی آلیل دی متیل آمونیوم کلرید – کو- پلی اکریل آمید(pdadmac) و کوپلیمر پلی متیل متاکریلات- کو – متاکریلیک اسید(pmma) بر سطوح آن صورت گرفته است. بازدهی واکنش پیوند زنی با استفاده ازروشهای ftir ،tga و xrd سنجیده شد. نتایج حاصله حاکی از پیوند شدن موفقیت آمیز کوپلیمرهای pvp و pdadmac بر سطوح خارجی نانو ذرات می باشد. از طرف دیگر اکثر ملکولهای کوپلیمر pmma در میان لایه های نانو ذرات خاک رس نفوذ کرده و بر سطوح داخلی ذرات پیوند شده اند. همچنین با استفاده از روشهای کدورت سنجی ، پتانسیل زتا و تفرق نور نشان داده شد که سرعت ته نشینی نانو ذرات اصلاح شده در بستر آب شور (با غلظت نمک بیش از 130000 گرم بر لیتر) به مراتب کمتر از نانو ذرات اولیه مبی باشد.این امر به حضور کو پلیمرهای پیوندشده بر سطح نانو ذرات ونقش آنها در جلوگیری از تجمیع و رسوب آنها نسبت داده شد.همچنین به منظور افزایش بیشتر پایداری نانو ذرات اصلاح شده در بستر آبی با شوری زیاد از پلی اکریل آمید هیدرولیز شده (phpa) آنیونی نیز در محیط استفاده گردید. حضور phpa در اطراف نانو ذرات به افزایش ضریب حفاظت از آنها در مقابل یونهای موجود در الکترولیت و در نتیجه مقابله با لخته شدن و رسیدن به پایداری بیشتر آنها در آب شور انجامید.در نهایت تمایل ترمودینامیکی نانو ذرات اصلاح شده به گونه های پلیمری باردار (پلی اکریل آمیدهای کاتیونی و آنیونی) وهمچنین انرژی بر هم کنش آنها با یکدیگر ازطریق روشهای جذب لانگ میر و پتانسیومتری با حسگر غشایی یون گزین تعیین گردید. پایدارترین نانو کلی اصلاح شده با انرژی گیبس منفی مربوط به pvp-nanomer می باشد که دردمای 75 درجه سانتیگراد و درمحیط آب مقطر 41/5- و در محیط الکترولیت 41/3- کیلو ژول بر مول می باشد. پتانسیل زتا این نانو کلی نیز در آب مقطر حدود 20- و در الکترولیت 10- میلی ولت است.