Modificaciones sintéticas de polímeros comerciales. Su aplicación en la industria del petróleo

• Autores: Vega, Isabel Natalia
• Año de publicación: 2007
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: D'Accorso, Norma Beatriz
• Materia: GELES DE FRACTURA; TAPONES TEMPORARIOS; TERPOLIMEROS; GRUPOS PENDIENTES HETEROCICLICOS; FRACTURING FLUID; TEMPORARY PLUG GEL; TERPOLYMERS; HETEROCYCLIC PENDANT GROUPS; RHEOLOGICAL BEHAVIOR
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El objetivo de este trabajo consistió en la modificación sintética de polímeros comerciales para obtener nuevos materiales, con potencial aplicación como fluidos de fractura y/o tapones temporarios. Debido a los usos específicos, estos polímeros deben cumplir con ciertos requisitos de solubilidad, viscosidad y estabilidad térmica. Por lo tanto, la caracterización espectroscópica, térmica y reológica fueron también objetivos importantes. Se sintetizaron a partir de poliacrilonitrilo, terpolímeros con anillos de 1,2,4-oxadiazólicos y 1,3,4-oxadiazólicos como sustituyentes. Se observó que los distintos sustituyentes alteraban las estabilidades térmicas de estos nuevos terpolímeros y su comportamiento reológico en solución. Asimismo, a partir de poliacrilamida se sintetizaron copolímeros, con sustituyentes 1,3-oxazólicos, a diferentes grados de conversión. En este caso, el que mayor viscosidad desarrolló fue el correspondiente a dos horas de conversión y permite suponer que estos geles tienen potencial aplicación como tapones temporarios. Se modificaron poliacrilonitrilo y poliacrilamida por transformación de los productos de su hidrólisis en anillos heterocíclicos para obtener terpolímeros que contuvieran en su estructura grupos sustituyentes 1,3-oxazólicos y benzoimidazólicos. Finalmente, y con el objetivo de desarrollar otro tipo de geles físicos, se entrecruzaron alcohol polivinílico con un colorante azoico como el rojo congo. Se obtuvieron geles cuyas propiedades reológicas resultaron ser muy comparables con la de los geles de goma guar-bórax, sistema más comúnmente utilizado en la industria del petróleo.
The main objective of this thesis was the chemical modification of commercial homopolymers, to obtain new materials to be applied as fracturing fluids and temporary blocking gel. Due to the specific uses planned for these new polymers, they must comply with some requirements of solubility, viscosity and thermal stability. Thus, spectroscopical and thermal characterizations as well as rheological properties evaluation were also important objectives sought in this thesis. Terpolymers containing 1,2,4-oxadiazole or 1,3,4-oxadiazole pendant groups in their backbone were synthesized from polyacrylonitrile. Due to the difference in the heteroatoms position, thermal stability as well as their rheological behavior in solution were altered. On the other hand, copolymers obtained from polyacrylamide with 1,3-oxazole pendant groups on the backbone were synthesized. Again, the rheological properties were conversion time dependant. In this case, two hours conversion time copolymer developed the highest viscosity value when it was gelled in basic media. These high viscosities were maintained along extended periods of time having potential application as temporary plug gels. Then, poliacrylamide and polyacrylonitrile were hydrolyzed. The hydrolysis products were modified subsequently to obtain pendant heterocyclic rings in the copolymers. Thus, 1,3-oxazole and benzimidazole pendant groups were synthesized respectively. Finally, we worked on the development of physical gels, similar to those gels traditionally used in the oil field. In this particular case, polyvinyl alcohol was crosslinked with congo red, an azoic dyer, to generate physical gels whose rheological properties resembled to guar gum-borax gels.
Fil: Vega, Isabel Natalia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.