CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 5.1 Cơ chế làm nguội khi tôi trong dung dịch polyme PVP và PAG
5.8.2. Tốc độ nguội của dung dịch polyme qua các lần tô
Hình 5.43 biễu diễn tốc độ nguội của dung dịch tôi polyme PVP 4% sau 1, 50, 100, 150 và 200 lần tôi. Kết quả cho thấy, sau càng nhiều lần tôi tốc độ nguội lớn nhất và tốc độ nguội tại 300oC của dung dịch đều có xu hướng tăng dần.
Mẫu ban đầu Sau 50 lần tôi Sau 100 lần tôi Sau 200 lần tôi PAG 10% 4.68 4.63 4.52 4.32 PAG 15% 5.04 4.89 4.79 4.62 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 Độ n hớ t (mP a.s)
Hình 5.43 Tốc độ nguội của dung dịch 4% PVP sau các lần tôi
Bảng 5.12 biểu thị giá trị tốc độ nguội lớn nhất (CRmax) đạt được tại nhiệt độ T, và tốc độ nguội tại nhiệt độ 300oC (CR300). Dựa vào kết quả ta thấy, sau 50 lần tôi tốc độ nguội lớn nhất của dung dịch tăng không đáng kể khoảng 5,43% và tốc độ nguội tại nhiệt độ 300oC có xu hướng tăng nhanh hơn khoảng 34% (từ 14,5 lên 22oC/s). So sánh với tốc độ nguội trong dầu tại 300oC (29oC/s) thì tốc độ nguội của dung dịch PVP 4% sau 50 lần tôi vẫn nhỏ hơn dầu. Do đó sau 50 lần tơi, dung dịch PVP 4% vẫn đủ đảm bảo để đáp ứng được các yêu cầu về tốc độ nguội như dầu.
Bảng 5.12 Tốc độ nguội lớn nhất và tốc độ nguội tại nhiệt độ 300oC của dung dịch PVP 4% sau các lần tôi Dung dịch PVP 4% CRmax [oC/s] T [oC] CR300 [oC] Sau 1 lần tôi 87 600,9 14,5 Sau 50 lần tôi 92 595 22 Sau 100 lần tôi 110 594 33 Sau 150 lần tôi 115 600 37,5 Sau 200 lần tôi 130 630 43,5
Sau 100 lần tôi tốc độ nguội lớn nhất của dung dịch tăng khoảng 21% và CR300 tăng 56% (từ 14,5 lên 33oC/s). Như vậy sau 100 lần tơi, dung dịch PVP 4% có tốc độ nguội tại 300oC tương đương với dầu. Sau 200 lần, CRmax của dung dịch tăng 33% và CR300 tăng 66,7%. Như vậy, khi dung dịch càng qua nhiều lần sử dụng thì tốc độ nguội của dung dịch có xu hướng tăng lên trong cả 3 giai đoạn của quá trình làm nguội và xu hướng tăng tốc độ nguội lớn nhất chậm hơn so với sự tăng tốc độ nguội tại 300oC.
So sánh với kết quả độ nhớt được trình bày ở phần trên ta thấy, sau mỗi lần sử dụng độ nhớt của dung dịch tăng lên và tốc độ nguội của dung dịch cũng tăng. Mối quan hệ giữa độ nhớt của dung dịch và tốc độ nguội lớn nhất (CRmax) được thể hiện ở hình 5.44.
Hình 5.44 Mối quan hệ giữa độ nhớt và tốc độ nguội lớn nhất PVP 4%
Như đã được đề cập ở phần trên, nguyên nhân của sự tăng độ nhớt và tăng tốc độ nguội của dung dịch polyme PVP 4% theo số lần tôi là do một phần polyme đã bị oxi hóa làm đứt mạch. Để làm sáng tỏ hiện tượng oxi hóa làm mạch phân tử polyme ngắn lại, trong luận án tác giả đã sử dụng phương pháp phân tích phổ hồng ngoại FTIR, kết quả được thể hiện rõ ở phần tiếp theo.
Hình 5.45 thể hiện đường cong tốc độ nguội của dung dịch PAG 15% sau 1, 50, 100, 150 và 200 lần tôi. Từ kết quả nhận được ta thấy, sau càng nhiều lần tôi tốc độ nguội lớn nhất (CRmax) và tốc độ nguội tại 300oC (CR300) của dung dịch đều có xu hướng tăng dần.
Hình 5.45 Tốc độ nguội của dung dịch PAG 15% sau 1, 50, 100, 150 và 200 lần tôi
Bảng 5.13 biểu thị giá trị tốc độ nguội lớn nhất (CRmax) đạt được tại nhiệt độ T, và tốc độ nguội tại nhiệt độ 300oC (CR300). CRmax của dung dịch sau 50 lần tôi khoảng 107oC/s, tăng 20% so với dung dịch sau tôi lần 1 và CR300 là 38oC/s, tăng 13,5% so với dung dịch sau tôi lần 1. Như vậy sau 50 lần tôi, tốc độ nguội của dung dịch tôi xấp xỉ với dung dịch PAG 5% được đề cập tại phần 5.3.3. Do đó để đảm bảo được tốc độ nguội và nồng độ dung dịch tương ứng như ban đầu là 15% thì cần phải bổ sung lượng polyme sao cho nồng độ dung dịch tăng từ 5% lên 15%.
Sau 200 lần tôi CRmax là 148,6oC/s, tăng 43% so với dung dịch tôi lần một và CR300 là 56oC/s, tăng 42,8%. Như vậy sau 200 lần tơi, tốc độ nguội trong giai đoạn sơi bong bóng và giai đoạn đối lưu đều tăng so với dung dịch sau tơi lần 1 khoảng 43%. Trong khi đó, dung dịch PVP 4% sau 200 lần tơi thì CRmax tăng 33%.
Bảng 5.13 Tốc độ nguội lớn nhất và tốc độ nguội tại nhiệt độ 300oC của dung dịch PAG 15% sau các lần tôi
Dung dịch PAG 15% CRmax [oC/s] T [oC] CR300 [oC] Sau 1 lần tôi 85,5 617 32 Sau 50 lần tôi 114 598 37,9 Sau 100 lần tôi 120 592 48 Sau 150 lần tôi 131 621 52 Sau 200 lần tôi 148,6 603 56