La propiedad más importante de la solución de éter de celulosa es su propiedad reológica. Las propiedades reológicas especiales de muchos éteres de celulosa hacen que se utilicen ampliamente en diversos campos, y el estudio de las propiedades reológicas es beneficioso para el desarrollo de nuevos campos de aplicación o la mejora de algunos campos de aplicación. Li Jing de la Universidad Jiao Tong de Shanghái realizó un estudio sistemático sobre las propiedades reológicas decarboximetilcelulosa (CMC), incluyendo la influencia de los parámetros de la estructura molecular de CMC (peso molecular y grado de sustitución), concentración, pH y fuerza iónica. Los resultados de la investigación muestran que la viscosidad de cizallamiento cero de la solución aumenta con el aumento del peso molecular y el grado de sustitución. El aumento del peso molecular significa el crecimiento de la cadena molecular, y el fácil entrelazamiento entre las moléculas aumenta la viscosidad de la solución; un alto grado de sustitución hace que las moléculas se estiren más en la solución. El estado existe, el volumen hidrodinámico es relativamente grande, y la viscosidad se vuelve grande. La viscosidad de la solución acuosa de CMC aumenta con el aumento del aumento de la concentración que tiene viscoelasticidad. La viscosidad de la solución disminuye con el valor del pH, y cuando es menor que cierto valor, la viscosidad aumenta ligeramente, y finalmente se forma y precipita ácido libre. CMC es un polímero polianiónico, cuando se agregan iones de sal monovalentes Na+, K+ protector, la viscosidad disminuirá en consecuencia. La adición del catión divalente Ca2+ hace que la viscosidad de la solución disminuya primero y luego aumente. Cuando la concentración de Ca2+ es mayor que el punto estequiométrico, las moléculas de CMC interactúan con Ca2+, y existe una superestructura en la solución. Liang Yaqin, de la Universidad del Norte de China, etc., utilizó el método del viscosímetro y el método del viscosímetro rotacional para realizar una investigación especial sobre las propiedades reológicas de las soluciones diluidas y concentradas de hidroxietilcelulosa modificada (CHEC). Los resultados de la investigación encontraron que: (1) La hidroxietilcelulosa catiónica tiene un comportamiento de viscosidad típico de polielectrolito en agua pura, y la viscosidad reducida aumenta con el aumento de la concentración. La viscosidad intrínseca de la hidroxietilcelulosa catiónica con un alto grado de sustitución es mayor que la de la hidroxietilcelulosa catiónica con un bajo grado de sustitución. (2) La solución de hidroxietilcelulosa catiónica exhibe características de fluido no newtoniano y tiene características de adelgazamiento por cizallamiento: a medida que aumenta la concentración másica de la solución, su viscosidad aparente aumenta; en una cierta concentración de solución salina, la viscosidad aparente de CHEC disminuye con el aumento de la concentración de sal añadida. Bajo la misma velocidad de cizallamiento, la viscosidad aparente del CHEC en el sistema de solución de CaCl2 es significativamente mayor que la del CHEC en el sistema de solución de NaCl.
Con la continua profundización de la investigación y la continua expansión de los campos de aplicación, las propiedades de las soluciones de sistemas mixtos compuestas por diferentes éteres de celulosa también han captado la atención. Por ejemplo, la carboximetilcelulosa sódica (NACMC) y la hidroxietilcelulosa (HEC) se utilizan como agentes de desplazamiento de petróleo en los yacimientos petrolíferos, que tienen las ventajas de una fuerte resistencia al corte, materias primas abundantes y menor contaminación ambiental, pero el efecto de usarlas por separado no es ideal. Aunque la primera tiene buena viscosidad, se ve fácilmente afectada por la temperatura y la salinidad del yacimiento; aunque la segunda tiene buena resistencia a la temperatura y a la sal, su capacidad de espesamiento es baja y la dosificación es relativamente grande. Los investigadores mezclaron las dos soluciones y descubrieron que la viscosidad de la solución compuesta aumentaba, la resistencia a la temperatura y a la sal mejoraba en cierta medida, y el efecto de aplicación se potenciaba. Verica Sovilj et al. han estudiado el comportamiento reológico de la solución del sistema mixto compuesto por HPMC y NACMC y un surfactante aniónico con un viscosímetro rotacional. El comportamiento reológico del sistema depende de HPMC-NACMC, HPMC-SDS y NACMC-(HPMC-SDS) y de los diferentes efectos que se produjeron entre ellos.
Las propiedades reológicas de las soluciones de éter de celulosa también se ven afectadas por diversos factores, como aditivos, fuerza mecánica externa y temperatura. Tomoaki Hino et al. estudiaron el efecto de la adición de nicotina en las propiedades reológicas de la hidroxipropilmetilcelulosa. A 25 °C y una concentración inferior al 3 %, la HPMC exhibió un comportamiento de fluido newtoniano. Cuando se añadió nicotina, la viscosidad aumentó, lo que indicó que la nicotina aumentó el entrelazamiento deHPMCmoléculas. La nicotina exhibe aquí un efecto de salinización que eleva el punto de gelificación y el punto de niebla de la HPMC. La fuerza mecánica, como la fuerza de cizallamiento, también tendrá cierta influencia en las propiedades de la solución acuosa de éter de celulosa. Utilizando un turbidímetro reológico y un instrumento de dispersión de luz de ángulo pequeño, se observa que en solución semidiluida, al aumentar la velocidad de cizallamiento, debido a la mezcla por cizallamiento, la temperatura de transición del punto de niebla aumentará.
Fecha de publicación: 28 de abril de 2024