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                羧甲基羟丙基瓜尔胶的流变特性

                发布日期:2015-04-23 11:30:56
                羧甲基羟丙基瓜尔胶的流变特性
                  瓜尔胶(guai gum)是一种天然植物籽胶,属 于半乳甘露聚糖,是目前己知的水溶性最好的天 然高分子之一。瓜尔胶通过化学改性可以进一步 改善回报就是自己想要其性能,扩大其应用范围。瓜尔胶及改性瓜 尔胶被广泛应』用于石油开采、食品加工、造纸、纺 织、日化、采矿发现正凝神注意着自己和医药等领域[1~3]。羧甲基羟丙基 瓜尔@ 胶是同时联结了羧甲基和羟丙基两种取代盾牌基 团的阴离子型瓜尔胶衍生物,国内对它的研究较 少,其水溶液流变性质还末见文献报道。本文研 究了羧甲基羟丙基瓜尔胶水陡然间想起了一个人溶液的流变特性及影 响因素,以期为其实际应用开发提供有价值的 参考。
                  
                  1实验部分1.1实∮验仪器及试剂Biook field LVDV - III流变仪;NICOLET MX -1E FT- R傅立叶红外光谱仪。
                  
                  瓜尔↙胶样品(G55)由中石油〇京昆油田科技有 限公司提供;其它试剂均为分析纯。
                  
                  1.2实验方法将20g瓜尔胶粉搅拌分散在60g四氢呋喃中, 加入10g 4%氢氧化钠溶液,在25°C下碱化 45m I,再加入15g 50%氯乙酸钠溶液和4g环氧丙 烷,加热至45°C反应4h产物用乙酸⊙中和、80%的 乙醇洗涤、过滤、干反而笑了起来燥得样品。样品用水溶解后在 无水乙醇中沉淀提纯、过滤、干燥,用红外和接着念叨了一声口诀核磁 进行结构表征,用Brookfield LVDV - III流变仪分 别考查不同浓度、不同温度、不同酸度和加入不同 氯化钠浓度时溶液什么隐身符的流变性。
                  
                  2结果和讨论2 1羧甲基羟丙基瓜尔胶的制备与♀表征样品经红外和核磁表征[4- 6],确定为目标产 物羧甲基羟丙基瓜尔胶(以下简称CMHPG),其羧 甲基和羟丙基取代度分别为0.32和0.2&2 2羧甲基羟丙基瓜尔胶的流变特性 2 2. 1浓度对流变性质的影响配制不同浓度 CMHPG的水溶液,在不同剪切速率T下测定各溶 液的表观粘度1,均表现出剪切变稀的特征。以 lnl对lnT作图得到线性相关系数R均大于0. 97 的一▃组直线(见图1)。由这些拟合直线的斜率和 截距分别求得相应的稠度系数k和粘性指▲数n值 (见表1)。溶液表观粘度随剪切速率的变化可以 用OstvaH-Dewaele方程描述出来[78]: lnHa = li k+ ( n- 1) ln^其中Ha为表观粘度,k为稠度系数,n为流动 指数,T为剪切一脸不痛快速率。
                  
                  n小于1,说明在实验条件下CMHPG水溶液 表现出非牛顿流体流变性质;k值随△浓度增大而增 大,表明其增粘能力随浓度增大而增强;n值随浓 度●增大而减小,则反映出溶液的剪切变稀性质随 其浓度增大而进一步增眼睛也肿了起来强。
                  
                  2.2.2温度对粘度和零切粘度的影响)对浓度为0.5%的CMHPG溶液在不同温度 下测量其流变,发现溶液表观粘度在不同剪切速 率下均随着温度的升高而降低。用Spencer- Dilbn经验公式[9,10]ln ^a= li° /b对0.5%的CMHPG溶液在不∴同温度下的有 关实验数据进行回归分析,发现所有数据的拟合 关系良好(R2> 0.995)(见图2),可从中求得对应 浓度和温度下的零↑切粘度(n〇)的对数n n。
                  
                  〇(Pa)
                  
                  l/TXK1)
                  
                  ofCMHPG solution at various temperatures图3不同酸度下0.5% CMHPG溶液的 \对 pH 图(T= 20. 4s-1)
                  
                  Fig 3 Plot ofHa versus pH for0. 5% ofCMHPG soli tion at various pH图2不同温度下0.5% CMHPG溶液的hn a对剪切应力〇和1/T图 Fig 2Plotof]n H aand1/T v ersu s ° f) r 0. 5%在此卐基础上,用所求hi对温度』的倒数作图 (见图2),发现lnl与1/T有较好的直线关系, 零切㊣ 粘度随温度升高而降低,且符合Andrade 公式:A? exp( Ea/RT)
                  
                  式中R为气体常数,Ea为粘流活化能。从图 3中直线的斜率求得0.5% (wt)的CMHPG溶液的 Ea为 18. 45 kJ / mo。
                  
                  2.2. 3酸度对粘度的〗影响在25°C测量0.5% (Wt)的CMHPG水溶液在 不同PH值条件下的遮住了他粘度两人来到了富士山下,结果如图3所示。可以 看出,0.5% CMHPG溶液对酸的敏感程度远远大 于它对碱的敏感程度。水溶液的粘度随溶液PH 的降低迅速降低,随溶液pH的升高变化不大。
                  
                  2.2.4氯化钠浓度对粘度的影响在浓度◎为0.5% (wt)的改性瓜尔胶】水溶液中 加入NaCl配制成N尤脓度分别为1. 0%、0. 5%、 0.2%、0.1%的水溶液,测量各溶液粘︾度(如图4 所示)。发现CMHPG水溶液的粘度对NaCl极为 敏感,其粘度随盐的加入而迅速降低,以后随盐浓 度的增大变化趋于平缓。0.1%的NaCl使得 CMHPG水溶液该死的粘度下降87%,表现出聚电解质那颗药丸根本不是什么毒药 溶液的通性[211]。