油田や建設業界の配合業者が、高温、高塩分、過酷な化学環境などの極端な条件に対応できるバイオポリマーを必要とする場合、多くの場合ウェランガムに行き着きます。
食品業界ではキサンタンガムほど知られていませんが、産業用途では、ウェランガムは他のほとんどの増粘剤が壊れてしまうような条件下でも信頼性が高く評価されています。
このガイドでは、ウェランガムとは何か、困難な環境でウェランガムがどのように機能するか、油田や建設用途でウェランガムがどのように現れるかについて説明します。
ウェランガムとは何ですか?
ウェランガムは、 の発酵によって生成される微生物外多糖類です アルカリゲネス 細菌（通常は アルカリゲネス・ビスコラクティス）。キサンタンガムと同様、発酵由来の多糖類であり、一貫した分子構造と予測可能な性能をもたらします。
その化学構造には、グルコース、グルクロン酸、ラムノースを含む側鎖を持つグルコース単位の主鎖が含まれています。この分子構造により、高温および高塩の条件下でウェランガムに優れた安定性が与えられます。
ウェランガムは通常、 高性能バイオポリマーとして分類されます。つまり、標準的なハイドロコロイドが機能しない環境でも耐えることができます。 CAS 番号 125005-87-0 があり、増粘剤、安定剤、レオロジー調整剤としてさまざまな工業用配合物に使用されています。
ウェランガムを際立たせる重要な特性
優れた熱安定性
これはウェランガムの見出し特集です。ウェランガムは、 150°C (302°F) 以上の温度でも粘度と機能的性能を維持します。これは、120°C を超えると機能が失われ始めるキサンタンガムよりも大幅に高くなります。
これは、油田用途ではウェランガムが次の用途で機能することを意味します。
底穴温度が120℃を超える深井戸掘削作業
蒸気補助重力排水 (SAGD) 操作
地熱応用
高温セメントおよびグラウトシステム
熱安定性は、粘度を維持することだけではありません。分解する他の多くの生体高分子とは異なり、ウェランガムの分子構造は、高温に長時間さらされても無傷のままです。
耐塩性と塩水の適合性
ウェランガムは、以下のような高塩分環境でも優れた性能を発揮します。
海水ベースの掘削液
飽和食塩水（NaCl）
塩化カルシウムおよび臭化カルシウム完成液
塩化カリウム (KCl) 掘削液
ウェランガムは、飽和食塩水までの塩濃度において、他の増粘剤が必要とするような高い濃度を必要とせずに増粘性能を維持します。
これは、次の場合に特に役立ちます。
pH範囲
ウェランガムは、 pH 3 ～ 12 の範囲にわたって機能を維持します。この幅広い耐性は、酸性、中性、アルカリ性の環境下でも性能を大幅に損なうことなく動作することを意味します。
アルカリ性条件が標準であるセメントおよびグラウトの用途では、この pH 安定性は貴重です。
油田用途
掘削液
水ベースの掘削液では、ウェランガムは増粘剤および懸濁剤として機能します。その主な機能は次のとおりです。
ウェランガムは、高温安定性と耐塩性の組み合わせにより、以下の分野で特に価値があります。
地熱掘削: 温度が日常的に 200°C を超える場所では、ウェランガムは他の増粘剤では機能しないレオロジー制御を維持します。
海洋掘削: ウェランガムを含む海水ベースの泥は、淡水を海洋掘削装置に輸送するという物流上の課題を生じることなく、一貫したパフォーマンスを提供します。
高圧高温 (HPHT) 井戸: 困難な地層の深井戸は、極端な条件下でも粘度と懸濁液を維持するウェランガムの能力の恩恵を受けます。
ワークオーバーおよび完了液
改修作業および完成作業中、液体は高い塩分や鉱物負荷を含みながら、高温でも粘度と懸濁特性を維持する必要があります。ウェランガムは次の用途に使用されます。
ブラインベースのワークオーバー液
完了薬
グラベルパック液
破砕流体増粘剤
石油増進回収 (EOR)
油回収率を高めるためのポリマー注入では、ウェランガムの耐塩性と熱安定性により、温度と塩分により堅牢性の低いポリマーが劣化する貯留層への注入に適しています。
建設用途
セメントおよびグラウトシステム
ウェランガムはセメントやグラウト配合物に重要な用途があり、その保水性、沈降防止、安定化特性により性能が向上します。
セメントシステムの主な利点:
保水性: 混合物からの水の滲み出しを防ぎ、セメントの水和と強度の発現を改善します。
沈降防止: 顔料、充填剤、その他の固体添加剤を均一な懸濁液に保ちます。
接着力の向上: タイル接着剤やグラウトにおいて、ウェランガムは配合物が垂れることなく垂直面に貼り付くのに役立ちます。
凍結融解耐性: 外装セメント用途では、ウェランガムが温度サイクルを通じて完全性を維持するのに役立ちます
セメント系での一般的な使用レベルは、特定の配合と性能要件に応じて 0.02% ～ 0.1%です。
タイル接着剤とグラウト
タイル接着剤配合において、ウェランガムは次のことに貢献します。
セルフレベリングコンパウンド
セルフレベリング下敷きは、骨材の沈下を防ぎながら流動特性を維持するウェランガムの能力の恩恵を受けます。ウェランガムの擬塑性の性質（せん断力を受けると粘度が低下しますが、静止すると回復する）により、分離を防ぎながら化合物が水平に流出するのに役立ちます。
スプレーによる防火
発泡性防火コーティングでは、ウェランガムは発泡剤の安定した懸濁液を維持するのに役立ち、スプレー塗布に必要なレオロジープロファイルを提供します。
他の工業用ガムとの比較
ウェランガム vs. キサンタンガム
財産 |
ウェランガム |
キサンタンガム |
最高使用温度 |
150℃以上 |
120℃ |
耐塩性 |
優れた（飽和食塩水まで） |
良好 (最大 10 ～ 15%) |
pH範囲 |
3-12 |
3-12 |
料金 |
より高い |
より低い |
一次産業用途 |
セメント、HTドリル |
掘削液、一般工業用 |
ほとんどの標準的な掘削液用途では、依然としてキサンタンガムがより経済的な選択肢です。しかし、温度が 120°C を超えたり、塩分濃度が飽和に近づいたりする場合、ウェランガムの性能はプレミアムに見合ったものになります。
ウェランガム vs. HEC (ヒドロキシエチルセルロース)
HEC はセメントや掘削用途にも使用されますが、ウェランガムに比べて熱安定性と耐塩性が低くなります。ウェランガムの分子構造により、極端な条件下でも優れた粘度保持力が得られます。
グレードと仕様
ウェランガムには、特定の用途に合わせたさまざまなグレードがあります。
グレードタイプ |
代表的な用途 |
主な特徴 |
油田グレード |
掘削液、完成 |
高純度、安定した粘度 |
建設グレード |
セメント、グラウト、タイル接着剤 |
アルカリ環境向けに最適化 |
パーソナルケアグレード |
化粧品、トイレタリー |
化粧品純度基準を満たしています |
ウェランガムを入手する場合は、用途に適したグレードを指定し、対象の温度と塩分濃度の範囲全体での性能を示す技術データシートをリクエストしてください。
取り扱いと保管
ウェランガムは微粉末として供給されます。取り扱い上の主な考慮事項:
粉塵管理: 多くのポリマー粉末と同様に、ウェランガムは取り扱い中に粉塵を発生する可能性があります。産業環境では、適切な呼吸保護具および取り扱い装置を使用してください。
水和: ウェランガムは熱を必要とせずに水和しますが、完全に粘度を高めるには十分な混合が必要です。高せん断混合により水和が促進されます。
保管: 元の密閉パッケージに入れ、涼しく乾燥した状態で保管してください。適切に保管した場合、保存期間は通常 2 年です。
調達に関する考慮事項
産業用途向けのウェランガムサプライヤーを評価する際には、以下を確認することをお勧めします。
温度安定性データ: スペックシートの最大値だけでなく、実際の動作温度での粘度保持データを求めてください。
塩の適合性テスト: ブラインを使用している場合は、特定のブライン システムでのテスト データをリクエストしてください。
バッチの一貫性: バッチ間の分子量と粘度が一貫していることは、工業用配合物における再現性のある性能にとって重要です。
技術サポート: 産業用アプリケーションでは、配合サポートが必要になることがよくあります。パフォーマンスの問題のトラブルシューティングを支援できるサプライヤーを選択してください。
ユニオンケムの供給品 油田および建設グレードのウェランガム 。アプリケーション固有の要件に合わせて技術文書とサポートを利用できます。
最終的な考え
ウェランガムは、標準的なハイドロコロイドと合成高性能ポリマーの間の、工業用バイオポリマー分野の特定のニッチ領域を占めています。優れた熱安定性、耐塩性、幅広い pH 範囲の組み合わせにより、他の材料では使用できない用途に最適です。
油田サービス、セメント配合、または熱的および化学的環境が厳しい環境で作業している場合、ウェランガムは真剣に評価する価値があります。極端な条件下でのパフォーマンスの違いは顕著です。
Unionchem の技術チームは、お客様の特定のアプリケーション要件に合わせたサンプルと技術データを提供できます。 お問い合わせください。 配合のニーズについては、
Unionchem は、ウェランガムとあらゆる種類の工業グレードのバイオポリマーを世界中の油田サービス会社、建設資材メーカー、工業配合業者に供給しています。
