Nanocomposites were processed using the technique of melt intercalation, starting from a concentrated polar compatibilizer/organoclay (PE-g-MA/organoclay) prepared in an internal mixer. The concentrate was incorporated into the matrix of HDPE by two methods: I) counter-rotating twin-screw extruder and II) co-rotating twin-screw extruder, using two screw profiles (ROS and 2KB90). After extrusion, the specimens of the extruded composites were injection molded. The X-ray diffraction (XRD) technique was used to analyze the degree of expansion of the prepared clays. To analyze the degree of exfoliation of obtained nanocomposites, XRD and TEM (transmission electron microscopy) were used. The influence of processing variables on mechanical properties was studied through the behavior of the modulus and tensile strength of nanocomposite systems. By XRD and TEM, it was seen that the clay was well dispersed in the matrix and the presence of intercalated and partially exfoliated hybrid structure for nanocomposites was observed when the systems were prepared in counter-rotating twin-screw extruder. A similar behavior was observed in the use of screws (2KB90 or ROS) of the nanocomposites, with a reduction in modulus and tensile strength. Although the mixing process by extruding be the most common industrial practice, and also it is the preferred strategy for the preparation of polymer nanocomposites, much of the literature was directed to the study of chemical modification of clay, type and level of compatibilizer, in order to maximize the compatibility between clay and the polymeric matrix. On the other hand, studies about the role of the processing and configurations of screws are relatively scarce. The main motivation of this work was to expand and to contribute to spread a better understanding of the effects of processing to obtain polymer nanocomposites.

The aim of this work was to evaluate the influence of the chemical structure of carboxymethylcellulose (CMC) on the rheological performance and fluid loss of clay dispersions. The dispersions were prepared with a fixed content of bentonite clay (15 g/350 mL of water) and different concentrations of CMCs (0.5, 1.0, 2.0 g/350 mL of water). After aging for 24 h in ambient and static conditions, the dispersions were tested in a viscometer. Apparent and plastic viscosities, yield point and gel strength were obtained using the viscometer, according to Petrobras' standard (EP-1EP-00011-A). The filtrate volume was determined using the API filter press. The results showed that the addition of long chain, low degree of substitution and lower substitution uniformity of CMC contribute to the flocculation phenomenon. In addition, the different chemical characteristics of CMC only influence fluid loss when the ionic strength of the dispersion is set to any other value than zero.Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da estrutura química da carboximetilcelulose (CMC) no desempenho reológico e de perda de filtrado de dispersões de argila. As dispersões foram preparadas com concentração fixa de argila bentonítica (15 g/350 mL de água) e diferentes concentrações de CMCs (0,5, 1,0, 2,0 g/350 mL de água). Após repouso de 24 h, as dispersões foram testadas e com um viscosímetro foram calculadas as viscosidades aparente e plástica, o limite de escoamento e a força gel segundo norma da Petrobras (EP-1EP-00011-A) e o volume de filtrado foi determinado em filtro-prensa API. Os resultados evidenciaram que a adição de CMC com cadeia longa, baixo grau de substituição e menor uniformidade de substituição contribui para o fenômeno de floculação. Além disso, as diferentes características químicas do CMC somente influenciam a perda de filtrado quando a força iônica da dispersão é diferente de zero. Palavras-chave: carboximetilcelulose, desempenho, argila bentonítica, características químicas.

ResumoA carboximetilcelulose (CMC) é um polímero linear aniônico usado como agente viscosificante e redutor de filtrado e em fluidos de perfuração. A estrutura química e massa molar do polímero interferem nas interações complexas entre as cadeias poliméricas e os sólidos minerais presentes na suspensão. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento reológico e de filtração de suspensões argilosas em função do aumento da concentração de aditivo polimérico com diferentes massas molares. Para tanto, foi utilizada uma amostra de argila bentonítica, comercialmente conhecida por Volclay, duas amostras de carboximetilcelulose com diferentes massas molares (CMC 1 (9,0 x 10 4 g/mol) e CMC 2 (2,5 x 10 5 g/mol)) e mesmo grau de substituição (DS = 0,7), e uma amostra de calcita. Foram determinadas as propriedades reológicas (viscosidades aparente e plástica, limite de escoamento e força gel) e de filtração (volume de filtrado, spurt loss), espessura e permeabilidade do reboco, e poder de retenção) das suspensões argilosas. As propriedades reológicas e de filtração das suspensões argilosas preparadas com aditivos poliméricos são fortemente dependentes das interações CMC-argila e CMC-calcita e estas, por sua vez, são dependentes do grau de viscosidade e tamanho da cadeia do polímero. Palavras-chave: carboximetilcelulose, argila bentonítica, calcita, interações, grau de viscosidade. Abstract INTRODUÇÃOAs atividades de perfuração são extremamente importantes para a exploração de petróleo, já que o poço caracteriza-se como meio de ligação entre o reservatório e a superfície. A minimização do tempo de perfuração e do dano à zona produtora tem estimulado o constante desenvolvimento em tecnologia de fluidos de perfuração [1]. Os fluidos de perfuração, também denominados lamas, são considerados como misturas complexas de sólidos, líquidos, produtos químicos e, por vezes, até gases, utilizados para auxiliar o processo de perfuração de poços de petróleo, poços tubulares e operações de sondagem, desempenhando uma série de funções [2]. Dispersões de sólidos em líquidos são em geral fluidos não newtonianos, principalmente quando os sólidos dispersos tendem a interagir (solvatar, inchar, etc.) com a fase líquida. Os fluidos de perfuração base água (suspensões de argila em água) são exemplos de fluidos não newtonianos, ou seja, a relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação não é constante [3,4]. A escolha de um fluido para perfurar um determinado tipo de formação rochosa considera alguns significativos requisitos como custo, disponibilidade de água, pressão da formação, inclinação do poço e preservação do meio ambiente [5]. Por isto, tem-se procurado desenvolver fluidos aquosos com produtos que atendam as crescentes exigências técnicas, Cerâmica 61 (2015) [399][400][401][402][403][404][405][406][407][408] http://dx

This project had as objective to evaluate the influence of the content and particle size of the calcite in the filtration properties of clay dispersions. For that, it was realized the characterization of a bentonite clay sample using X-Ray Fluorescence and X-Ray Diffraction. In addition, two samples of calcite (CaCO3) were granulometrically analyzed by Laser Diffraction. The dispersions were prepared with fixed concentration of clay (10g) and different concentrations of carboxymethylcellulose of low viscosity (0 to 2g), and calcite (0 to 20g). After 24 hours of repose, it were determined the filtration properties (filtrate volume (FV), mudcake thickness (h), and mudcake permeability (k)). It was observed that the lowest filtrate volume was acquired using CaCO3 sample with the lowest average diameter, and, also, a bigger concentration of calcite was not able to promote a considerable reduction of the filtrate.

No abstract