Най-важното свойство на разтвора на целулозен етер е неговото реологично свойство. Специалните реологични свойства на много целулозни етери ги правят широко използвани в различни области, а изучаването на реологичните свойства е полезно за разработването на нови области на приложение или за подобряване на някои области на приложение. Ли Джинг от Шанхайския университет Джиао Тонг проведе систематично проучване на реологичните свойства на...карбоксиметилцелулоза (CMC), включително влиянието на параметрите на молекулярната структура на CMC (молекулно тегло и степен на заместване), pH на концентрацията и йонната сила. Резултатите от изследването показват, че вискозитетът при нулево срязване на разтвора се увеличава с увеличаване на молекулното тегло и степента на заместване. Увеличаването на молекулното тегло означава растеж на молекулната верига, а лесното заплитане между молекулите увеличава вискозитета на разтвора; голямата степен на заместване кара молекулите да се разтягат повече в разтвора. Състоянието е такова, че хидродинамичният обем е относително голям и вискозитетът става голям. Вискозитетът на водния разтвор на CMC се увеличава с увеличаване на концентрацията, което води до вискоеластичност. Вискозитетът на разтвора намалява с pH стойността и когато е по-нисък от определена стойност, вискозитетът се увеличава леко и в крайна сметка се образува и утаява свободна киселина. CMC е полианионен полимер, при добавяне на едновалентни солеви йони Na+, K+, вискозитетът съответно намалява. Добавянето на двувалентен катион Caz+ води до намаляване и след това увеличаване на вискозитета на разтвора. Когато концентрацията на Ca2+ е по-висока от стехиометричната точка, молекулите на CMC взаимодействат с Ca2+ и в разтвора съществува суперструктура. Лян Яцин от Северния университет на Китай и др. използваха вискозиметричния метод и ротационния вискозиметричния метод, за да проведат специални изследвания върху реологичните свойства на разредените и концентрирани разтвори на модифицирана хидроксиетилцелулоза (CHEC). Резултатите от изследването установиха, че: (1) Катионната хидроксиетилцелулоза има типично полиелектролитно вискозитетно поведение в чиста вода и намаленият вискозитет се увеличава с увеличаване на концентрацията. Вътрешният вискозитет на катионната хидроксиетилцелулоза с висока степен на заместване е по-голям от този на катионната хидроксиетилцелулоза с ниска степен на заместване. (2) Разтворът на катионната хидроксиетилцелулоза проявява ненютонови флуидни характеристики и има характеристики на разреждане при срязване: с увеличаване на масовата концентрация на разтвора, привидният му вискозитет се увеличава; при определена концентрация на солен разтвор, привидният вискозитет на CHEC намалява с увеличаване на концентрацията на добавената сол. При същата скорост на срязване, привидният вискозитет на CHEC в система с разтвор на CaCl2 е значително по-висок от този на CHEC в система с разтвор на NaCl.
С непрекъснатото задълбочаване на изследванията и разширяването на областите на приложение, свойствата на смесени системни разтвори, съставени от различни целулозни етери, също привличат вниманието на хората. Например, натриевата карбоксиметилцелулоза (NACMC) и хидроксиетилцелулозата (HEC) се използват като агенти за изместване на нефт в нефтени находища и имат предимствата на силна устойчивост на срязване, изобилие от суровини и по-малко замърсяване на околната среда, но ефектът от самостоятелното им използване не е идеален. Въпреки че първият има добър вискозитет, той лесно се влияе от температурата на резервоара и солеността; въпреки че вторият има добра устойчивост на температура и сол, способността му за сгъстяване е слаба и дозировката е сравнително голяма. Изследователите смесват двата разтвора и установяват, че вискозитетът на композитния разтвор се увеличава, устойчивостта на температура и сол се подобряват до известна степен и ефектът от приложението се засилва. Верица Совиль и др. са изследвали реологичното поведение на разтвора на смесената система, съставена от HPMC и NACMC и анионно повърхностно активно вещество, с ротационен вискозиметър. Реологичното поведение на системата зависи от различните ефекти, възникнали между HPMC-NACMC, HPMC-SDS и NACMC-(HPMC-SDS).
Реологичните свойства на разтворите на целулозни етери също се влияят от различни фактори, като добавки, външна механична сила и температура. Томоаки Хино и др. са изследвали ефекта от добавянето на никотин върху реологичните свойства на хидроксипропилметилцелулозата. При 25°C и концентрация по-ниска от 3%, HPMC е показала Нютоново флуидно поведение. Когато е добавен никотин, вискозитетът се е увеличил, което показва, че никотинът е увеличил заплитането на...HPMCмолекули. Никотинът тук проявява ефект на осоляване, който повишава точката на гел и точката на замъгляване на HPMC. Механична сила, като например сила на срязване, също ще окаже известно влияние върху свойствата на водния разтвор на целулозен етер. Използвайки реологичен турбидиметър и инструмент за разсейване на светлината под малък ъгъл, е установено, че в полуразреден разтвор, увеличаването на скоростта на срязване, поради смесването при срязване, ще увеличи температурата на преход на точката на замъгляване.
Време на публикуване: 28 април 2024 г.