Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Контролируемо разлагаемое волокно, состоящее:

(а) как минимум, одного первичного материала, выбранного из ацетата целлюлозы; сложных эфиров ацетата целлюлозы; найлона 6,10; найлона 6,12; полиамида 6,6; полиамида 6 или поликарбоната; и

(б) как минимум, одного вторичного материала, выбранного из олигомерных сополимеров молочной и гликолевой кислот, полипропиленгликоля с концевыми аминными группами, полимеров молочной кислоты и их комбинаций; при этом количество первичного материала составляет от 95 до 99 вес.% от общего веса первичного и вторичного материалов, количество вторичного материала составляет от 1 до 5 вес.% от общего веса первичного и вторичного материалов; где первичный и вторичный материалы выбраны таким образом, что потеря веса волокна составляет более 6 и менее 60 вес.% от общего веса волокна через одну неделю при 130°С при наличии воды и при начальном рН между 6 и 8.

2. Волокно по п.1, дополнительно включающее в себя пластификатор, выбранный из полиэтиленгликоля; полиэтиленоксида; эфиров лимонной кислоты; триэтилцитрата; ацетилтрибутилцитрата; ацетил­триэтилцитрата; сложных моноэфиров глюкозы; частично сложных эфиров жирной кислоты; полиэтилен­гликоля монолаурата; триацетилглицерина; поли([эпсилон]-капролактона); поли(гидроксибутирата); глицерина-1-бензоата-2,3-дилаурата; глицерина-2-бензоата-1,3-дилаурата; крахмала; бис-(бутилди­этиленгликоля)адипата; глицериндиацетатмонокаприлата; диацетилмоноацилглицерина; полипропилен­гликоля; поли(пропиленгликоль)дибензоата, дибензоатдипропиленгликоля; глицерина; этилфталил­этилгликолята; поли(этиленадипат)дистеарата; диизобутиладипината; диэтилфталата; п-толуолэтилсуль­фонамида; трифенилфосфата; триэтилтрикарбаллилята; метилфталлилэтилгликолята; октаацетата сахарозы; гексаацетата сорбита; гексаацетата маннита; тетраацетатпентаэритритола; триэтилендиацетата; диэтилендипропионата; диэтилендиацетата; трибутирина; трипропионина и их комбинаций.

3. Волокно по п.1, где волокно является отдельным волокном.

4. Способ изготовления как минимум одного контролируемо разлагаемого волокна, включающий в себя:

(а) обеспечение первичным материалом, выбранным из ацетата целлюлозы, сложных эфиров ацетата целлюлозы; найлона 6,10; найлона 6,12; полиамида 6,6; полиамида 6 или поликарбоната;

(б) обеспечение вторичным материалом, выбранным из олигомерных сополимеров молочной и гликолевой кислот, полипропиленгликоля с концевыми аминными группами, полимеров молочной кислоты и их комбинаций;

(в) смешивание первичного и вторичного материалов в экструдере;

(г) подогрев смеси из первичного и вторичного материалов;

(д) экструдирование смеси через экструзионную головку с образованием как минимум одного контролируемо разлагаемого волокна, при этом первичный материал используют в количестве от 95 до 99 вес.% от общего веса первичного или вторичного материала, и вторичный материал используют в количестве от 1 до 5 вес.% от общего веса первичного и вторичного материалов; где как минимум одно контролируемо разлагаемое волокно имеет уровень разложения, составляющий как минимум 6 вес.% от общего веса волокна и менее 60 вес.% от общего веса волокна через одну неделю при 130°С при наличии воды и при начальном рН между 6 и 8.

Текст

Смотреть все

ВОЛОКНА ДЛЯ КОНТРОЛИРУЕМОГО РАЗЛОЖЕНИЯ В изобретении представлены волокна для контролируемого разложения, а также способы их изготовления.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: 3 М ИННОВЕЙТИВ ПРОПЕРТИЗ КОМПАНИ (US) Настоящее описание изобретения относится к волокнам для контролируемого разложения. Также настоящее описание изобретения относится к способам изготовления и использования саморазлагаемых волокон. Предпосылки Разлагаемые материалы использовались при проведении различных работ под землей, так как они способны разлагаться и оставлять пустоты, на время блокировать поток жидкости и/или вырабатывать необходимые продукты разложения. Поли(молочная кислота) ("PLA") использовалась в качестве разлагаемого материала, так как она помещается под землю после выполнения необходимой функции или благодаря тому, что ее продукты разложения могут выполнять необходимую функцию, например разложение растворимого в кислоте компонента или контроль водоотдачи. Контроль водоотдачи или потери циркуляции позволяет продолжать буровые работы, пока ствол скважины заполнен, тем самым предотвращая попадание газа или жидкости в ствол скважины, в противном случае может произойти выброс. Потеря циркуляции происходит, когда коронка, используемая для буровых работ, попадает в расщелины,трещины или впадины, и буровой раствор попадает в только что открывшуюся полость. Также потеря циркуляции может быть вызвана, если на породу будет оказываться давление бурового раствора большей силы (то есть бурение при повышенном гидростатическом давлении в стволе скважины), чем она может выдержать, таким образом, вскрывая трещину, в которую попадает буровой раствор. Контроль процесса разложения разлагаемого материала, в частности для контроля водоотдачи, является важным. Например, если бы реагент, предотвращающий уход кислоты в проницаемую часть пласта, образованный из твердого разлагаемого материала, слишком быстро разлагался при его помещении в часть подземной породы, из которой собираются производить забор воды, он бы использовался редко или не использовался вообще. Существует необходимость в использовании относительно дешевых волокон для контролируемого разложения, которые позволяют контролировать процесс разложения в различных областях применения. Сущность изобретения В одном аспекте в настоящем описании изобретения представлены волокна для контролируемого разложения, состоящие из (а) как минимум одного первичного материала и (б) как минимум одного вторичного материала, где первичный и вторичный материалы отбираются таким образом, чтобы потеря веса волокна составляла более 10 вес.%, если исходить из общего веса волокна, и менее 60 вес.% исходя из общего веса волокна, через одну неделю при 130 С при наличии воды. В другом аспекте в настоящем описании изобретения представлены волокна для контролируемого разложения, содержащие пластификатор. В еще одном аспекте настоящее описание изобретения предоставляет способ изготовления как минимум одного волокна для контролируемого разложения, включающий в себя (а) предоставление первичного материала; (б) предоставление вторичного материала; (в) смешивание первичного и вторичного материалов в экструдере; (г) подогрев смеси из первичного и вторичного материалов; и (д) экструдирование смеси через экструзионную головку для образования как минимум одного волокна для контролируемого разложения, где как минимум одно волокно для контролируемого разложения имеет уровень разложения, составляющий как минимум 6 вес.% исходя из общего веса волокна и не достигающий 60 вес.% исходя из общего веса волокна, через одну неделю при 130 С при наличии воды. Данное резюме не предназначено для описания каждого варианта исполнения изобретения. Ниже представлено описание одного или нескольких вариантов исполнения изобретения. Другие характеристики, объекты и преимущества будут представлены в описании и формулах. Подробное описание Для целей настоящего документа термины "a", "an" и "the" используются на равных основаниях и означают один или несколько; "и/или" используется, чтобы указать на то, что может происходить один или оба случая, например А и/или Б включает в себя (А и Б) и (А или Б). Также в настоящем документе перечисление диапазонов посредством конечных точек включает в себя все числа, относящиеся к какойлибо группе в пределах этого диапазона (например, диапазон от 1 до 10 включает в себя 1.4, 1.9, 2.33,5.75, 9.98 и т. д.). Также в настоящем документе перечисление "как минимум" включает в себя все числа от одного и выше (например, как минимум 2, как минимум 4, как минимум 6, как минимум 8, как минимум 10, как минимум 25, как минимум 50, как минимум 100 и т. д.)."Отдельное волокно" означает волоконный состав без дополнительных присадок или оболочек, например герметики."Кристаллический", в том смысле, в каком он употребляется в сочетании с полимерами, в настоящем описании означает полимеры, обладающие четко выраженной температурой плавления."Аморфный", в том смысле, в каком он употребляется в сочетании с полимерами, в настоящем описании означает некристаллический в тех некристаллических соединениях, которые не имеют температуры плавления или как минимум неявную температуру плавления."Олигомер" означает соединение, имеющее как минимум 4 полимерных звена такой же или другой структуры или химического соединения, имеющего до 1000 полимерных звеньев такой же или другой структуры или химического соединения."Полимер" означает любое соединение, имеющее как минимум 1000 звеньев такой же или другой структуры или химического соединения."Сополимер" означает полимер, который получается из двух или более мономерных частиц, включая, например, тройные сополимеры, полимеры из четырех мономеров и т. п."Пластификатор" означает любой низкомолекулярный материал, который растворяется и сочетается со смесью первичного и вторичного материалов, описываемых в настоящем документе. Первичный материал, использованный в настоящем описании, включает в себя, например, разлагаемые олигомеры и полимеры, а также их комбинации. Например, полиамиды или смесь полиамидов можно использовать в качестве первичного материала, при условии, что они поодиночке или в совокупности приведут к потере веса волокна, составляющего более 6 вес.% исходя из общего веса волокна и менее 60 вес.% исходя из общего веса волокна, через одну неделю при 130 С при наличии воды во время их изготовления в качестве волокна вместе с описываемым в настоящем документе вторичным материалом. Обычные разлагаемые материалы включают в себя ацетат целлюлозы, сложные эфиры ацетата целлюлозы, найлон 6,10, найлон 6,12, сополимеры полиамида 6,6 и полиамида 6, полиамид 6,6, полиамид 6,поликарбонат и т. п., а также их комбинации. Наполнители и другие присадки, например частицы или волокнистые наполнители, также можно добавлять в первичный материал. Во время отбора первичного материала необходимо учитывать скорость саморазложения волокон для контролируемого разложения и образующиеся в результате продукты разложения. Выбор первичного материала может зависеть, по крайней мере, частично от условий, в которых будет использоваться волокно для контролируемого разложения, изготовленное из этого материала. Например, влага, температура, давление, кислород, микроорганизмы, энзимы, рН и т. п. могут воздействовать на разложение первичного материала и, следовательно, на уровень разложения волокон для контролируемого разложения,изготовленных из этого материала. Вторичным материалом, используемым в настоящем описании, может быть мономер, олигомер, полимер или их смесь. Обычные мономеры, использующиеся в качестве вторичного материала, описываемого в настоящем документе, включают в себя лактиды, гликолиды и т. п., а также их комбинации. Обычные олигомеры, использующиеся в качестве вторичного материала, описываемого в настоящем документе, включают в себя олигомеры молочных кислот, олигомеры гликолевых кислот, сополимеры молочных и гликолевых кислот. В дополнение, эти обычные сополимеры можно смешивать с другими функциональными мономерами, а именно [ипсилон]-капролактоном, 1,5-диоксепан-2-один, циклопропан карбонат или другие подходящие мономеры, чтобы получить олигомер, скорость разложения которого будет отличаться от скорости разложения олигомера первичного материала. Обычные материалы, используемые в качестве вторичного материала, описываемого в настоящем документе, включают в себя олигомерные сополимеры молочных и гликолевых кислот, полипропиленгликоль с концевыми аминными группами, полимер молочной кислоты и их комбинации. Вторичный материал, используемый в настоящем описании, может быть кислотным или щелочным. В некоторых вариантах осуществления изобретения также представлено описание третьего материала. В некоторых вариантах осуществления изобретения в качестве третьего материала выступает пластификатор. Пластификаторы, используемые в качестве третьего материла, описываемого в настоящем документе, включают в себя, без ограничений, полиэтиленгликоль; полиэтиленоксид; эфиры лимонной кислоты (такие как олигомеры трибутилцитрата, триэтилцитрат, ацетилтрибутилцитрат, ацетилтриэтилцитрат); сложные моноэфиры глюкозы; частично сложные эфиры жирной кислоты; полиэтиленгликольмонолаурат; триацетилглицерин; поли([ипсилон]-капролактон); поли(гидроксибутират); глицерин-1 бензоат-2,3-дилаурат; глицерин-2-бензоат-1,3-дилаурат; крахмал; бис-(бутилдиэтиленгликоль)адипат; глицериндиацетатмонокаприлат; диацетилмоноацилглицерин; полипропиленгликоль (и эпоксидная смола, ее производные); поли(пропиленгликоль)дибензоат, дибензоат дипропиленгликоля; глицерин; этилфталилэтилгликолят; поли(этиленадипат)дистеарат; диизобутиладипинат; диэтилфталат,птолуолэтилсульфонамид, трифенилфосфат, триэтилтрикарбаллилят, метилфталлилэтилгликолят, октаацетат сахарозы, гексаацетат сорбита, гексаацетат маннита, тетраацетат пентаэритритола, триэтилендиацетат, диэтилендипропионат, диэтилендиацетат, трибутирин, трипропионин и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления изобретения пластификатор отбирается на основании его совместимости с первичным и вторичным материалами и на основании условий, в которых будут использоваться волокна для контролируемого разложения. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения отбирается такой пластификатор, чтобы он имел такую же степень растворимости, как и первичный материал, если используется в специальной буровой жидкости. В некоторых вариантах осуществления изобретения волокна для контролируемого разложения,описывающиеся в настоящем документе, также включают в себя дополнительные модификаторы и другие присадки, например природные наполнители, технологические добавки/дисперсанты, затравки, компатибилизаторы, термические стабилизаторы и т. п., а также их комбинации. Природные наполнители,используемые в настоящем описании, включают в себя лигноцеллюлозные наполнители, например крахмал и т. п. Другие используемые наполнители включают в себя тонкодисперсную присыпку и карбонат кальция. Технологические добавки/дисперсанты можно использовать в волокнах для контроли-2 025062 руемого разложения, описываемых в настоящем документе. Обычно технологические добавки/дисперсанты, используемые в настоящем описании, включают в себя соединения с термопластиком,известным под торговым названием "Struktol" (выпускается американской компанией "Struktol"). Затравки, например нитрид бора, или затравки, известные под торговым названием "HPN" (выпускается компанией "Milliken") - это другой тип присадки, которую можно добавлять в волокна для контролируемого разложения, описываемые в настоящем документе. Компатибилизаторы - это еще одна категория присадок, которые можно использовать в настоящем описании. Обычные компатибилизаторы включают в себя полиолефин, функционализированный или соединенный с ангидридным малеином; иономером, основанным на этилене сополимера - акриловой кислоте или этиленово-метакриловой кислоте, нейтрализованной натрием (известные под торговым названием "Surlyn" компании "DuPont"). Остальные присадки, используемые в настоящем описании, включают в себя термические стабилизаторы, например первичный антиоксидант и вторичный антиоксидант,красители; стабилизаторы ультрафиолетового излучения олигомерного HALS типа (светостабилизаторы из стерически затрудненных аминов). Согласно настоящему описанию волокна для контролируемого разложения разлагаются как химическим способом, так и физическим. Чтобы не привязываться к теории, представим, что вторичный материал ведет себя как разлагаемая присадка и инициирует процесс разложения путем катализирования гидролиза первичного материала. Первичный и вторичный материалы можно перерабатывать, как большинство термопластиков, в волокна для контролируемого разложения (например, путем обычного формования из расплава) и в пленку. В некоторых вариантах осуществления изобретения волокна для контролируемого разложения производятся путем прямого извлечения реактивных мономеров для образования волокон. В вариантах осуществления изобретения первичный и вторичный материалы соединяются друг с другом, например, в виде гранул, в различных весовых соотношениях или весовых процентах. В одном варианте осуществления изобретения первичный материал представлен в большем объеме. В еще одном варианте осуществления изобретения весовой процент первичного материала, основанный на общем весе саморазлагаемых волокон, превышает или равен 50 вес.%, превышает 60 вес.%, превышает 70 вес.%, превышает 80 вес.%,превышает 90 вес.% или даже превышает или равен 95 вес.%. В нескольких вариантах осуществления изобретения весовой процент первичного материала, основанный на общем весе саморазлагаемого волокна, превышает или равен 50 вес.% и не достигает или равен 99 вес.%. В одном варианте осуществления изобретения вторичный материал представлен в меньшем объеме. В одном варианте осуществления изобретения весовой процент вторичного материала, основанный на общем весе саморазлагаемого волокна, не достигает 50 вес.%, не достигает 40 вес.%, не достигает 30 вес.%, не достигает 20 вес.%, не достигает 10 вес.% или даже не достигает или равен 5 вес.%. В некоторых вариантах осуществления изобретения весовой процент вторичного материала, основанный на общем весе саморазлагаемого волокна, не достигает 50 вес.% и превышает или равен 1 вес.%. В одном варианте осуществления изобретения первичный материал и вторичный материал смешиваются в экструдере, например в 25 мм двухшнековом экструдере (выпускается под торговым названием"Ultraglide" компании "Berstorff", Ганновер, Германия). Затем экструдер нагревается в зависимости от типа материалов, отобранных для использования в качестве первичного или вторичного материала. Например, в одном варианте осуществления изобретения экструдер нагревается до температур в диапазоне от приблизительно 200 С до приблизительно 270 С. Затем волокна для контролируемого разложения готовят путем экструдирования нагретого материала через экструзионную головку. Например, экструзионную головку, диаметр которой составляет 0,05 см, с 64-филаментным отверстием и соотношением длины и диаметра 4:1, можно использовать на 19 мм одношнековом экструдере (производства компании "Killion Laboratories", Хьюстон, Техас). Экструзионная головка и одношнековый экструдер обычно работают при температуре выше температуры внешней среды в зависимости от специального материала, отобранного для использования в качестве первичного и вторичного материалов. В одном варианте осуществления изобретения экструзионная головка и одношнековый экструдер работают при температуре в диапазоне от приблизительно 200 С до приблизительно 270 С. Сразу же после экструдирования образовавшиеся волокна для контролируемого разложения охлаждаются и извлекаются. Охлаждение может происходить в условиях внешней среды с помощью воздуха или с помощью известных способов охлаждения. Извлечение может происходить на различных скоростях прокатки в зависимости от выбора первичного и вторичного материалов, а также от необходимого полученного в результате диаметра волокон для контролируемого разложения. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения скорость прокатки достигала 750 м/мин. Описываемые в данном документе волокна для контролируемого разложения используются в качестве эффективных закупоривающих агентов в природных трещинах для отвода потока жидкости и остановки ее утечки. Обычно волокна, использующиеся для прекращения потери циркуляции в нефтегазоносной продуктивной зоне, должны оставаться твердыми в течение нескольких недель, предпочтительно в течение 2-3 недель при температуре нисходящей скважины, пока скважина не будет завершена. После завершения скважины эти волокна должны начать постепенно разлагаться как механически, так и химически, чтобы позволить трещине открыться повторно для добычи нефти или газа. Волокна, выпускаемые в настоящее время, являются как слишком твердыми, чтобы позволить трещинам открыться повторно,так и слишком нетвердыми, то есть они могут начать разлагаться до завершения скважины. Описываемые в данном документе волокна для контролируемого разложения обеспечивают контролируемую скорость разложения, а их продукты разложения подходят для рассола нисходящей скважины. Согласно настоящему описанию волокна для контролируемого разложения можно использовать при проведении подземных работ, где они будут разлагаться, например, чтобы образовывать полости,выступать в качестве временного барьера, чтобы не позволять жидкости вытекать, или производить нужные продукты разложения. В некоторых вариантах осуществления изобретения волокна для контролируемого разложения согласно настоящему описанию применяются при проведении подземных работ,включая, без ограничений, цементирование (например, цементные составы класса А или составы известкового цемента, размягчающегося в соляной кислоте), гидроразвыв пласта или гравийную набивку. В некоторых вариантах осуществления изобретения волокна для контролируемого разложения, описываемые в настоящем документе, используются в сочетании с гидравлическим цементом и иными подобными составами, включая, без ограничений, первичное цементирование, контроль пескопроявления и гидроразрыв пласта. Согласно настоящему описанию волокна для контролируемого разложения также можно использовать для контроля пескопроявления в неплотных цементных составах. Согласно настоящему описанию волокна для контролируемого разложения также используются для гидроразрыва пластов в сочетании с любой подходящей жидкостью разрыва, включая обычную жидкость разрыва, которая состоит из базовой жидкости и агента-загустителя, или жидкость разрыва, которая включает в себя цементный состав. Волокна для контролируемого разложения, описываемые в настоящем документе, также используются при разрыве пластов, который не включает в себя использование цемента для образования барьера из расклинивающего агента в трещине, имеющей полости, чтобы увеличить ее водонепроницаемость. Согласно настоящему описанию волокна для контролируемого разложения также можно добавлять в гравийную набивку для ее образования в нисходящей скважине, что обеспечивает некоторую водонепроницаемость из-за разложения волокон для контролируемого разложения. Примеры осуществления изобретения настоящего описания. Вариант осуществления изобретения 1. Волокна для контролируемого разложения состоят из(а) как минимум одного первичного материала и(б) как минимум одного вторичного материала,где первичный и вторичный материалы отбираются таким образом, чтобы волокно имело вес, превышающий 6 вес.% исходя из общего веса волокна и не достигающий 60 вес.% исходя из общего веса волокна, через одну неделю при 130 С при наличии воды. Вариант осуществления изобретения 2. Далее волокно для контролируемого разложения из варианта осуществления изобретения 1 включает в себя(в) пластификатор. Вариант осуществления изобретения 3. Волокно для контролируемого разложения из варианта осуществления изобретения 2, где пластификатор 1 отбирается из полиэтиленгликоля; полиэтиленоксида; эфиров лимонной кислоты; триэтилцитрата; ацетилтрибутилцитрата; ацетилтриэтилцитрата; сложных моноэфиров глюкозы; частично сложных эфиров жирной кислоты; полиэтиленгликоля монолаурата; триацетилглицерина; поли([ипсилон]капролактона); поли(гидроксибутирата); глицерина-1-бензоата-2,3-дилаурата; глицерина-2-бензоата-1,3 дилаурата; крахмала; бис-(бутилдиэтиленгликоля)адипата; глицериндиацетатмонокаприлата; диацетилмоноацилглицерина; полипропиленгликоля; поли(пропиленгликоль)дибензоата, дибензоатдипропиленгликоля; глицерина; этилфталилэтилгликолята; поли(этиленадипат)дистеарата; диизобутиладипината; диэтилфталата; п-толуолэтилсульфонамида; трифенилфосфата; триэтилтрикарбаллилята; метилфталлилэтилгликолята; октаацетата сахарозы; гексаацетата сорбита; гексаацетата маннита; тетраацетатпентаэритритола; триэтилендиацетата; диэтилендипропионата; диэтилендиацетата; трибутирина; трипропионина и их комбинаций. Вариант осуществления изобретения 4. Волокно для контролируемого разложения из предыдущего варианта осуществления изобретения,где потеря веса происходит при начальном рН 6-8. Вариант осуществления изобретения 5. Волокно для контролируемого разложения из варианта предыдущего осуществления изобретения,где первичный материал отбирали из ацетата целлюлозы; сложных эфиров ацетата целлюлозы; найлона 6,10; найлона 6,12; полиамида 6,6; полиамида 6 или поликарбоната. Вариант осуществления изобретения 6. Волокно для контролируемого разложения из предыдущего варианта осуществления изобретения,где в качестве первичного материала выступает смесь из как минимум двух материалов, отобранных из ацетата целлюлозы; сложных эфиров ацетата целлюлозы; полиамида 6,6; полиамида 6 или поликарбоната. Вариант осуществления изобретения 7. Волокно для контролируемого разложения из предыдущего варианта осуществления изобретения,где вторичный материал отобрали из олигомерных сополимеров молочной и гликолевой кислот, полипропиленгликоля с концевыми аминными группами, полимеров молочной кислоты и их комбинаций. Вариант осуществления изобретения 8. Волокно для контролируемого разложения из предыдущего варианта осуществления изобретения,где волокно является отдельным волокном. Вариант осуществления изобретения 9. Способ изготовления как минимум одного волокна для контролируемого разложения, включающий в себя:(г) подогрев смеси из первичного и вторичного материалов; и(д)экструдирование смеси через экструзионную головку, чтобы образовать как минимум одно волокно для контролируемого разложения, где как минимум одно волокно для контролируемого разложения имеет уровень разложения, составляющий как минимум 6 вес.% на основании общего веса волокна и не достигающий 60 вес.% на основании общего веса волокна, через одну неделю при 130 С при наличии воды. Вариант осуществления изобретения 10. Способ осуществления изобретения 9, где первичный материал превышает 50 вес.% от общего веса волокна и не достигает 99 вес.% от общего веса волокна. Вариант осуществления изобретения 11. Способ осуществления изобретения 9 или 10, где вторичный материал превышает 1 вес.% от общего веса волокна и не достигает 50 вес.% от общего веса волокна. Вариант осуществления изобретения 12. Далее способ осуществления изобретения 9, 10 или 11 включает в себя(е) пластификатор. Вариант осуществления изобретения 13. Способ осуществления изобретения 12, где пластификатор отбирается из полиэтиленгликоля; полиэтиленоксида; эфиров лимонной кислоты; триэтилцитрата; ацетилтрибутилцитрата; ацетилтриэтилцитрата; сложных моноэфиров глюкозы; частично сложных эфиров жирной кислоты; полиэтиленгликоля монолаурата; триацетилглицерина; поли([ипсилон]-капролактона); поли(гидроксибутирата); глицерина 1-бензоата-2,3-дилаурата; глицерина-2-бензоата-1,3-дилаурата; крахмала; бис-(бутилдиэтиленгликоля)адипата; глицериндиацетатмонокаприлата; диацетилмоноацилглицерина; полипропиленгликоля; поли(пропиленгликоль)дибензоата, дибензоатдипропиленгликоля; глицерина; этилфталилэтилгликолята; поли(этиленадипат)дистеарата; диизобутиладипината; диэтилфталата; п-толуолэтилсульфонамида; трифенилфосфата; триэтилтрикарбаллилята; метилфталлилэтилгликолята; октаацетата сахарозы; гексаацетата сорбита; гексаацетата маннита; тетраацетатпентаэритритола; триэтилендиацетата; диэтилендипропионата; диэтилендиацетата; трибутирина; трипропионина и их комбинаций. Вариант осуществления изобретения 14. Способ осуществления изобретения 9, 10, 11, 12 или 13, где потеря веса происходит при начальном рН 6-8. Вариант осуществления изобретения 15. Способ осуществления изобретения 9, 10, 11, 12, 13 или 14, где первичный материал отбирается из ацетата целлюлозы; сложных эфиров ацетата целлюлозы; найлона 6,10; найлона 6,12; полиамида 6,6; полиамида 6 или поликарбоната. Вариант осуществления изобретения 16. Способ осуществления изобретения 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15, где в качестве первичного материала выступает смесь из как минимум двух материалов, отобранных из ацетата целлюлозы; сложных эфиров ацетата целлюлозы; полиамида 6,6; полиамида 6; или поликарбоната. Вариант осуществления изобретения 17. Способ осуществления изобретения 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 или 16, где вторичный материал отобрали из олигомерных сополимеров молочной и гликолевой кислот, полипропиленгликоля с концевыми аминными группами, полимеров молочной кислоты и их комбинаций. Вариант осуществления изобретения 18. Способ осуществления изобретения 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 или 17, где волокно является отдельным волокном. Примеры Преимущества и варианты осуществления изобретения данного описания далее демонстрируются с помощью следующих примеров, но особые материалы и их объемы, описываемые в данных примерах, а также остальные условия и подробности не нужно считать излишним ограничением области применения данного изобретения. В этих примерах все процентные соотношения, пропорции и соотношения определяются по весу, если не указано иное. В данных примерах используются следующие аббревиатуры: г - грамм, мин - минуты, д - дюйм, м метр, см - сантиметр, мм - миллиметр, мл - миллилитр и мм рт.ст. - миллиметры ртутного столба. В сравнительные примерах А-В и примерах 1-4 использовались следующие материалы: Первичный материал."380 А 4000010" или "ТР 380-10": ацетопропионат целлюлозы, плотность которой составляет 1,2 г/см 3, выпускается компанией "Eastman Chemical", Кингспорт, Теннеси."PLA 4060": аморфный полимер молочной кислоты, выпускаемый компанией "Nature Works", Миннетонка, Миннесота."JEFFAMINE D2000": полипропиленгликоль с концевыми аминными группами, выпускаемый компанией "Huntsman Chemical", Солт-Лейк-Сити, Юта. Олигомерный сополимер молочной и гликолевой кислоты (75/25 мол.%) (OLGA), изготовленный в соответствии со следующим описанием: приблизительно 106,2 г водного раствора молочной кислоты(выпускается компанией "ADM", Декейтер, Иллинойс) и 37,6 г гликолевой кислоты (выпускается компанией "DuPont", Уилмингтон, Делавэр) добавили в 250 мл реактор. Приблизительно 24 г воды отогнали при температуре 55 С, давление вакуума составило 50 мм рт.ст. После этого температуру партии подняли до 125 С, реакция проходила в течение 4 ч в этих условиях. Через смесь пропустили азот, а образец извлекли для титрирования с 0,5N гидроксида калия (KOH) в метаноле. После того, как было достигнуто значение титрования, составившее 350 г/экв., реакцию остановили, а материал из олигомерного сополимера молочной и гликолевой кислоты извлекли из реактора. Сравнительный пример А. Сравнительный пример А - это волокно, описанное в примере 1 патента США 7275596 (Уиллберг), указанного в настоящем документе посредством ссылки. Соответственно этому волокно состоит из полимеров молочной кислоты, содержащей около 87 вес.% полилактида, около 12 вес.% воды и около 1 вес.% грунтовки. В качестве материала выступил полимер молочной кислоты, выпускаемый под торговым наименованием "NatureWorks PLA 6201D" или "NatureWorks PLA 6202D", превращенный в волокно длиной от 5,7 до 6,3 мм, а массовый номер волокна находится в диапазоне от 1,35 до 1,45. Обнаружили,что скорость разложения такая же, как у 6201D и 6202D. Видно, что волокно разлагается на следующий день при 121 С и в течение 2 месяцев при 79,4 С. Ожидаемый срок службы волокна, описанного в данном примере, предназначенного для применения в скважине, составляет от 5 до 6 ч при 6-7 рН при 121 С. Согласно фиг. 1 US. 7275596 потеря веса волокна составляет более 70% через 7 дней при 130 С. Сравнительный пример Б. Гранулы ULTRAMID B24 N01 были получены и далее именуются как сравнительный пример Б. Сравнительный пример В. Гранулы ТР 380-10 были получены и далее именуются как сравнительный пример В. Пример 1. Гранулы для контролируемого разложения были изготовлены путем смешивания первичного и вторичного материалов в 25 мм двухшнековом экструдере (модель "Ultraglide", выпускаемая компанией"Berstoff", Ганновер, Германия). Накануне вечером гранулы ТР 380-10 (первичный материал) были высушены при температуре сушки в 80 С и переданы в двушнековый экструдер. OLGA (вторичный материал) добавили ниже по потоку в качестве жидкой присадки на скорости смешивания, равной 180 об/мин. Расплавленную нить материала для контролируемого разложения пропустили через холодную воду и порезали на цилиндрические гранулы. Накануне вечером гранулы для контролируемого разложения высушили при 77 С под действием вакуума. Волокно для контролируемого разложения (пример 1) было изготовлено путем добавления разлагаемых гранул в 19 мм одношнековый экструдер (производства компании "Killion Laboratories", Хьюстон, Техас). Одношнековый экструдер был оснащен экструзионной головкой диаметром 0,05 см, имеющей 64-филаментное отверстие, а соотношение длины и диаметра составило 4:1. Экструзионную головку и одношнековый экструдер нагрели до 200-270 С. Волокна охладили с помощью воздуха и извлекли на скорости прокатки, равной 250 м/мин. Среднечисловой диаметр получившихся волокон составил 0,0200,025 мм. Пример 2. Волокно для контролируемого разложения было изготовлено способом, описанным в примере 1, за исключением того, что соотношение ТР 380-10 к OLGA составило 99:1. Пример 3. Волокно для контролируемого разложения было изготовлено способом, описанном в примере 1, за исключением того, что в качестве вторичного материала использовали PLA 4060. Весовое соотношение ТР 380-10 и PLA 4060 составило 95:5. Пример 4. Волокно для контролируемого разложения было изготовлено способом, описанным в примере 4, за исключением того, что весовое соотношение ULTRAMID B24 N01 и JEFFAMINE D2000 составило 95:5. Краткий обзор сравнительных примеров А-В и примеров 1-4 представлен в табл. 1 ниже. Таблица 1 Сводка сравнительных примеров А-С и примеров 1-4 Скорость разложения волокон, изготовленных способом, описанном в сравнительных примерах АВ и примерах 1-4, измерили в соответствии со следующей методикой: примерно 1 г волокон и 100 г деионизованной воды добавили в отдельные контейнеры. Начальный рН составил 6.0 для всех волоконных смесей. Контейнеры встряхнули, чтобы обеспечить рассеивание и поместили в конвекционную сушилку на 1 и 7 дней выдержки под испытательной температурой 130 С. После выдерживания из контейнеров выпустили воду через стеклоприпойный фильтр (с помощью фриттованного диска нижнего предела пористости, размер пор которого достигает 25-50 мкм, выпускаемых компанией "Асе Glass Company, Inc.",Вайнленд, Нью-Джерси), и волокна сушили при 49 С в течение примерно 3 ч. Волокна извлекли из сушки и до взвешивания охладили при комнатной температуре. Затем посчитали потерю веса в процентах. Потеря веса в процентах для волокна, как описано в сравнительные примерах А-В и примерах 1-4 в различные дни выдержки, представлена в табл. 2 ниже. Таблица 2 Потеря веса в процентах при 130 С через 1 и 7 дней выдержки Различные модификации и изменения данного изобретения будут обнаружены даже теми, кто знаком с определенной областью техники, не отвлекаясь от объема и сущности данного изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Контролируемо разлагаемое волокно, состоящее:(а) как минимум из одного первичного материала, выбранного из ацетата целлюлозы; сложных эфиров ацетата целлюлозы; найлона 6,10; найлона 6,12; полиамида 6,6; полиамида 6 или поликарбоната; и(б) как минимум изодного вторичного материала, выбранного из олигомерных сополимеров молочной и гликолевой кислот, полипропиленгликоля с концевыми аминными группами, полимеров молочной кислоты и их комбинаций; при этом количество первичного материала составляет от 95 до 99 вес.% от общего веса первичного и вторичного материалов, количество вторичного материала составляет от 1 до 5 вес.% от общего веса первичного и вторичного материалов; где первичный и вторичный материалы выбраны таким образом, что потеря веса волокна составляет более 6 и менее 60 вес.% от общего веса волокна через одну неделю при 130 С при наличии воды и при начальном рН между 6 и 8. 2. Волокно по п.1, дополнительно включающее в себя пластификатор, выбранный из полиэтиленгликоля; полиэтиленоксида; эфиров лимонной кислоты; триэтилцитрата; ацетилтрибутилцитрата; ацетилтриэтилцитрата; сложных моноэфиров глюкозы; частично сложных эфиров жирной кислоты; полиэтиленгликоля монолаурата; триацетилглицерина; поли([эпсилон]капролактона); поли(гидроксибутирата); глицерина-1-бензоата-2,3-дилаурата; глицерина-2-бензоата-1,3-дилаурата; крахмала; бис(бутилдиэтиленгликоля)адипата; глицериндиацетатмонокаприлата; диацетилмоноацилглицерина; полипропиленгликоля; поли(пропиленгликоль)дибензоата; дибензоатдипропиленгликоля; глицерина; этилфталилэтилгликолята; поли(этиленадипат)дистеарата; диизобутиладипината; диэтилфталата; птолуолэтилсульфонамида; трифенилфосфата; триэтилтрикарбаллилята; метилфталлилэтилгликолята; октаацетата сахарозы; гексаацетата сорбита; гексаацетата маннита; тетраацетатпентаэритритола; триэтилендиацетата; диэтилендипропионата; диэтилендиацетата; трибутирина; трипропионина и их комбинаций. 3. Волокно по п.1, где волокно является отдельным волокном. 4. Способ изготовления как минимум одного контролируемо разлагаемого волокна, включающий в себя:(а) обеспечение первичным материалом, выбранным из ацетата целлюлозы, сложных эфиров ацетата целлюлозы; найлона 6,10; найлона 6,12; полиамида 6,6; полиамида 6 или поликарбоната;(б) обеспечение вторичным материалом, выбранным из олигомерных сополимеров молочной и гликолевой кислот, полипропиленгликоля с концевыми аминными группами, полимеров молочной кислоты и их комбинаций;(г) подогрев смеси из первичного и вторичного материалов;(д) экструдирование смеси через экструзионную головку с образованием как минимум одного контролируемо разлагаемого волокна, при этом первичный материал используют в количестве от 95 до 99 вес.% от общего веса первичного или вторичного материала и вторичный материал используют в количестве от 1 до 5 вес.% от общего веса первичного и вторичного материалов; где как минимум одно контролируемо разлагаемое волокно имеет уровень разложения, составляющий как минимум 6 вес.% от общего веса волокна и менее 60 вес.% от общего веса волокна через одну неделю при 130 С при наличии воды и при начальном рН между 6 и 8.

МПК / Метки

МПК: D01F 8/02, D01F 8/00, D01F 8/04, D01D 5/08

Метки: разложения, волокна, контролируемого

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/9-25062-volokna-dlya-kontroliruemogo-razlozheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Волокна для контролируемого разложения</a>

Похожие патенты