اندازه گیری آزمایشگاهی خواص فوم آبی پایدار شده توسط نانوذره اصلاح شده سیلیکا با سورفکتانت

در این مطالعه، پایداری فوم آبی توسط نانوذرات اصلاح شده با سورفکتانت افزایش یافت. برای درک بهتر رفتار فوم تثبیت شده با مخلوط نانوذره و سورفکتانت، رفتار فوم زایی، پایداری، تغییرات ترشوندگی نانوذرات و کشش سطحی برحسب زمان مورد بررسی قرار گرفتند. نتایح زاویه تماس سیستم کلسیت/نفت خام/محلول مولد فوم نشان داد اضافه کردن سورفکتانت CTAB به نانوسیال سیلیکا منجر به تغییر ترشوندگی نانوذره می شود. در غلظت یک برابر غلظت بحرانی مایسلی از سورفکتانت، نانوذره بیشترین تغییر ترشوندگی به سمت آب گریزی را تجربه می کند و زاویه تماس آن از °۲۰ در زمان صفر به °۵۷ در زمان h ۲۴ می رسد. در غلظت ذکر شده کشش سطحی به حداکثر مقدار خود می رسد. این پدیده به کاهش سورفکتانت های آزاد در اثر جذب سطحی بر نانوذره نسبت داده شد. رفتار پایداری و فوم زایی توسط روش راس-مایلز مورد بررسی قرار گرفت. فوم تثبیت شده با نانوذرات در مقادیر کم آب گریزی و در ابتدای عمر، دارای نمودار تحلیل رفتگی خطی و مشابه با فوم پایدار شده با سورفکتانت تنها بود. بنابراین پایداری ابتدای عمر فوم توسط سورفکتانت های آزاد کنترل می شود. با گذشت زمان، با برجسته شدن سازوکار های پل زنی ذرات، افزایش حداکثر فشار مویینگی انعقاد و افزایش گرانروی توده مایع، پایداری فوم توسط نانوذره کنترل می شود و به صورت معنی داری افزایش می یابد. در مقادیر بالای آب گریزی نانوذره (نزدیک به CMC ۱)، علاوه بر سورفکتانت، نانوذرات نیز به عنوان فعال سطحی عمل می کنند زیرا نمودار تحلیل رفتگی خطی  که در مقادیر آب گریزی کم مشاهده شده بود در این نمونه مشاهده نمی شود. بنابراین، ابتدای عمر فوم توسط هر دو نانوذره و سورفکتانت آزاد کنترل می شود. نتایج نشان داد رفتار فوم زایی محلول های مولد فوم مشابه رفتار کشش سطحی است. همچنین، تغییر ترشوندگی نانوذره که دارای زمان تعادل طولانی مدت است به عنوان سازوکار پیشنهادی برای پایداری بالای فوم تثبیت شده با نانوذره در نیمه دوم عمر آن پیشنهاد می شود.

Keywords:

فوم آبی , ترشوندگی سطحی نانوذره , کشش سطحی , پایداری فوم , رفتار دینامیک فوم