سنتز و شناسايي نانوذرات هيبريدي سيليكا/ پليمر آب‌دوست و بررسي تاثير حضور آنها بر عملكرد سيال حفاري پايه آبي

سنتز نانوذرات هيبريدي سيليكا/ پليمر (PSNs) با استفاده از روش پيوندزني از سطح ذرات انجام شد و از نانوذرات سنتز شده در فرمولاسيون سيال حفاري پايه آبي استفاده شد. براي شروع واكنش پليمريزاسيون، از آغازگر دوجزئي ردوكس سريم (IV) آمونيوم نيترات (CAN) و نانوذرات سيليكا اصلاح‌شده با گروه عاملي آميني به عنوان عامل كاهنده واكنش ردوكس، در محيط اسيدي استفاده شد. واكنش آمين‌دار شدن نانوذرات سيليكا پيش از انجام واكنش پليمريزاسيون و با استفاده از واكنش ميان 3- آمينوپروپيل‌تري‌اتوكسي سيلان (APTES) با گروه‌هاي هيدروكسيل روي سطح نانوذرات انجام شد. به اين ترتيب با آغاز واكنش از راديكال‌هاي تشكيل شده روي سطح ذرات با روش ردوكس و پيشرفت واكنش، ‌ زنجيرهاي پلي(اكريل‌آميد) و پلي(اكريل‌آميد/ استايرن) متصل شده به سطح نانوذرات سنتز شدند. شناسايي نانوذرات هيبريدي سنتزشده به كمك آزمون‌هاي FTIR، TGA و SEM انجام شد.نتايج اين آزمون‌ها نشان دادند كه واكنش پليمريزاسيون با موفقيت از سطح نانوذرات انجام شده و لايه پليمري روي سطح آنها تشكيل شده است. از نانوذرات هيبريدي سنتز شده در ساخت دو نوع سيال حفاري پايه آب شير و آب دريا (به منظور تشخيص اثر نمك روي خواص)، و در دو حالت قبل و بعد از چرخش حرارتي (به منظور مقايسه مقاومت حرارتي سيال‌ها) استفاده شد. نتايج نشان دادند كه با حضور نانوذرات هيبريدي در فرمولاسون سيال حفاري، خواص گرانروي سيال افزايش قابل ملاحظه‌اي داشته است. اين در حالي است كه مقاومت سيال به شرايط نمكي و حرارت نيز افزايش داشته‌اند. اين بهبود در خواص سيال زماني كه از نانوذرات هيبريدي حاوي زنجيرهاي كوپليمر استفاده شد، چشمگيرتر بود. اين مورد به شبكه فيزيكي تجمعات آب‌گريز ميان گروه‌هاي استايرني زنجيرهاي كوپليمر نسبت داده شد.