كربوكسي متيل سلولز يك هيدروژل زيست تخريب پذير و غير سمي و يك مشتق سلولزي است كه در صنعت حفاري چاه‌هاي نفت وگاز به عنوان عامل افزاينده ويسكوزيته و كنترل كننده هرزروي بكار مي‌رود. هدف اين پژوهش يافتن فورمولاسيون ارتقاي كيفيت كربوكسي متيل سلولز جهت استفاده در تركيب سيال حفاري چاه نفت بوده است. منبع سلولزي مورد استفاده در اين تحقيق لينتر پنبه بوده و فورمولاسيون نهايي از طريق بهينه سازي متغيرهاي فرآيندي بدست آمد. پس از انجام پيش تست‌ها و تعيين محدوده موثر براي متغيرهاي مستقل، بهينه‌سازي در قالب روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد. فورمولاسيون نهايي استفاده از محلول آبي سود با غلظت 48% و نسبت مولي سود به اسيد 7/1 و زمان قليايي 2 دقيقه بود كه تحت اين شرايط كربوكسي متيل سلولز با درجه جانشيني 1 بدست آمد. همچنين ويسكوزيته محلول آبي حاوي 1% از اين پليمر 2200 سانتي پوآز بود. اين پليمر s1 نام‌گذاري شد و عملكرد آن در تركيب گل حفاري با نمونه تجارتي مورد مقايسه قرار گرفت. به اين منظور خواص رئولوژي و كنترل هرزروي پليمر در سه نوع گل با پايه آب معمولي، آب نمك اشباع و آب كلرور كلسيم آزمون شد. نتايج نشان داد كه s1 بطور موثرتري نسبت به نمونه تجاري مي‌تواند خواص رئولوژيكي گل شامل ويسكوزيته ظاهري، ويسكوزيته پلاستيكي، نقطه تسليم و مقاومت ژله‌اي را افزايش دهد. ميزان هرزروي گل در اثر استفاده از s1 نشان داد، اين پليمر نسبت به نمونه تجارتي به نحو موثرتري مي‌تواند هرزروي گل را كنترل كند. نتايج طيف سنجي مادون قرمز و تفرق اشعه ايكس نشان داد كه تكنيك بكار رفته در فرآيند تهيه پليمر s1 در دو مرحله قليايي و اتري كردن، بسيار موثر بوده است.

اين اختراع مربوط است به تهيه يك زيست پليمر سوپر جاذب كه اثر تغليظ كننده زيادي دارد . هدف استفاده از اين زيست پليمر در تركيب گل حفاري جذب اب زياد توسط گل حفاري حين عمليات حفاري است و همچنين اين پليمر همزمان اثر تغليظ كننده ي گل حفاري را دارد . بنابر خواص ذكر شده هدف ساخت اين زيست پليمر اين است كه اين زيست پليمر به عنوان جايگزين صمغ زانتان در تركيب گل حفاري پايه آبي مورد استفاده قرار گيرد . لازم به ذكر است صمغ زانتان توسط يك باكتري ترشح مي شود . زمينه علمي اختراع : شيمي آلي زيست پليمرها – مشتقات سلولزي- سديم كربوكسي متيل سلولز كاربرد اختراع : اين زيست پليمر مي تواند به عنوان جايگزين صمغ زانتان در تركيب گل حفاري پايه آبي مورد استفاده قرار گيرد . نياز ايران به صمغ زانتان به صورت واردات تامين ميشود . زيرا باكتري زانتاموناس كه صمغ زانتان را ترشح ميكند در اقليم ايران نميتواند رشد كند بنابراين ايران صمغ زانتان را جهت استفاده صنايع خود وارد ميكند. قيمت بالاي صمغ زانتان به اين دليل است كه باكتري زانتاموناس طي شرايط كنترل شده و با صرف زمان و مراقبت زياد صمغ توليد ميكند سپس مراحل خالص سازي صمغ و فراوري آن انجام ميشود . هدف اين اختراع ساخت ماده اي است كه مي تواند به عنوان جايگزين صمغ زانتان در تركيب گل حفاري پايه آبي استفاده شود. . امتيازات بر جسته اين اختراع اين است كه اولا اين زيست پليمر هم زمان هم ويسكوزيته بسيار زيادي را ايجاد مي كند و هم درجه جانشيني زيادي را داراست . در حاليكه در طي فرايند سنتز ، حصول اين دو ويژگي لازمه شرايط معكوس مي باشد بنابراين تهيه محصولي كه دو ويژگي درجه¬ جانشيني و ويسكوزيته¬ي زياد را هم‌زمان دارا باشد، نيازمند دقت وكنترل زيادي در فرآيند است .دوما در تمام مراحل سنتز از هيچ منبع حرارتي استفاده نشده است . از آنجا كه زيست پليمر تهيه شده يك هيدروژل سوپر جاذب و تغليظ كننده قوي است مي تواند به عنوان جايگزين صمغ زانتان در صنايع ذيل مورد استفاده قرار گيرد .صنايغ غذايي .. دارو سازي ..بهداشتي و ارايشي ... رنگ ورزين.. لعاب و سراميك ..نساجي ..كشاورزي و راه سازي و معدن زيست پليمر مذكور طي دو مرحله واكنش شيميايي سنتز شده است .مرحله اول واكنش هاي مذكور مرحه قليايي كردن الياف سلولزي است . مرحله دوم، واكنش اتري كردن سولز قليايي است . واكنش در مرحله ايجاد سلولز قليايي به صورت زير مي باشد: [C6H7O2 (OH) 3] n + n NaOH [C6H7O2 (OH)2 ONa] n + n H2O در مرحله اتري كردن، واكنش به صورت زير است: [C6H7O2 (OH)2 ONa] n + n ClCH2COONa [C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa] n + nNaCl 1 - دستاورد ويژه اين طرح دست يافتن به نوع خاصي از كربوكسي متيل سلولز است كه همزمان در جه جانشيني زياد را دارد و گرانروي زيادي در محلول آبي خود ايجاد مي كند . 2. تمام مراحل سنتز اين محصول بدون اعمال حرارت مي باشد . 3 خواص اين محصول با صمغ زانتان برابري و حتي در برخي خواص از صمغ زانتان برتر است . 4. اين محصول مي‌تواند جانشين صمغ زانتان در صنايع غذايي و صنعت حفاري و ديگر صنايع باشد.. 5 . محصول توليد شده به تمامي صنايعي كه اين محصول را نياز دارند قابل ارائه است. 6 ﺑﺎﮐﺗري زاﻧﺗوﻣوﻧﺎس ﮐﻣﭘﺳﺗرﯾس كه صمغ زانتان را ترشح ميكند در اقليم ايران نميتواند رشد كند و ايران صمغ زانتان را جهت استفاده صنايع خود به كشور وارد ميكند. محصول توليد شده جايگزين صمغ زانتان شده و ديگر نيازي به كشت و پرورش باكتري زانتاموناس و فرآوري محصول آن نمي باشد . بديهي است كشت اين باكتري و فراوري صمغ مترسحه آن شرايط و هزينه هاي خاص خود را دارد كه با جايگزيني اين محصول سنتزي و شيميايي مشكلات تهيه اين صمغ برطرف مي شود. 7. زيست پليمر جايگزين صمغ زانتان نوعي كربوكسي متيل سلولز است كه تهيه آن انجام صحيح يك واكنش شيميايي است. اين ماده براحتي در شرايط آزمايشگاهي توليد شده و در اشل نيمه صنعتي و صنعتي نيز آن را ميتوان توليد نمود.