La proprietà più importante della soluzione di etere di cellulosa è la sua proprietà reologica. Le speciali proprietà reologiche di molti eteri di cellulosa li rendono ampiamente utilizzati in vari campi, e lo studio delle proprietà reologiche è vantaggioso per lo sviluppo di nuovi campi di applicazione o per il miglioramento di alcuni campi di applicazione. Li Jing dell'Università di Shanghai Jiao Tong ha condotto uno studio sistematico sulle proprietà reologiche dicarbossimetilcellulosa (CMC), inclusi l'influenza dei parametri della struttura molecolare del CMC (peso molecolare e grado di sostituzione), della concentrazione, del pH e della forza ionica. I risultati della ricerca mostrano che la viscosità a taglio zero della soluzione aumenta con l'aumento del peso molecolare e del grado di sostituzione. L'aumento del peso molecolare significa la crescita della catena molecolare e il facile intreccio tra le molecole aumenta la viscosità della soluzione; l'elevato grado di sostituzione fa sì che le molecole si allunghino maggiormente nella soluzione. In questo stato, il volume idrodinamico è relativamente grande e la viscosità aumenta. La viscosità della soluzione acquosa di CMC aumenta con l'aumento della concentrazione, il che indica viscoelasticità. La viscosità della soluzione diminuisce con il valore del pH e, quando è inferiore a un certo valore, la viscosità aumenta leggermente e infine si forma e precipita acido libero. Il CMC è un polimero polianionico e, quando si aggiungono ioni salini monovalenti Na+ e K+, la viscosità diminuisce di conseguenza. L'aggiunta del catione bivalente Ca2+ provoca prima una diminuzione della viscosità della soluzione e poi un suo aumento. Quando la concentrazione di Ca2+ è superiore al punto stechiometrico, le molecole di CMC interagiscono con Ca2+ e nella soluzione si forma una sovrastruttura. Liang Yaqin, dell'Università del Nord della Cina, ecc. hanno utilizzato il metodo del viscosimetro e il metodo del viscosimetro rotazionale per condurre una ricerca specifica sulle proprietà reologiche delle soluzioni diluite e concentrate di idrossietilcellulosa modificata (CHEC). I risultati della ricerca hanno mostrato che: (1) L'idrossietilcellulosa cationica ha un comportamento di viscosità tipico dei polielettroliti in acqua pura e la viscosità ridotta aumenta con l'aumento della concentrazione. La viscosità intrinseca dell'idrossietilcellulosa cationica con un alto grado di sostituzione è maggiore di quella dell'idrossietilcellulosa cationica con un basso grado di sostituzione. (2) La soluzione di idrossietilcellulosa cationica presenta caratteristiche di fluido non newtoniano e ha caratteristiche di assottigliamento per taglio: all'aumentare della concentrazione di massa della soluzione, la sua viscosità apparente aumenta; in una certa concentrazione di soluzione salina, la viscosità apparente del CHEC diminuisce con l'aumento della concentrazione di sale aggiunto. Allo stesso tasso di taglio, la viscosità apparente del CHEC nel sistema di soluzione di CaCl2 è significativamente più alta di quella del CHEC nel sistema di soluzione di NaCl.
Con il continuo approfondimento della ricerca e la costante espansione dei campi di applicazione, anche le proprietà delle soluzioni di sistemi misti composte da diversi eteri di cellulosa hanno attirato l'attenzione. Ad esempio, la carbossimetilcellulosa sodica (NACMC) e l'idrossietilcellulosa (HEC) sono utilizzate come agenti di spostamento del petrolio nei giacimenti petroliferi, che presentano i vantaggi di una forte resistenza al taglio, abbondanza di materie prime e minore inquinamento ambientale, ma l'effetto del loro utilizzo da sole non è ideale. Sebbene la prima abbia una buona viscosità, è facilmente influenzata dalla temperatura e dalla salinità del giacimento; sebbene la seconda abbia una buona resistenza alla temperatura e alla salinità, la sua capacità addensante è scarsa e il dosaggio è relativamente elevato. I ricercatori hanno miscelato le due soluzioni e hanno scoperto che la viscosità della soluzione composita aumentava, la resistenza alla temperatura e alla salinità miglioravano in una certa misura e l'effetto applicativo risultava potenziato. Verica Sovilj et al. hanno studiato il comportamento reologico della soluzione del sistema misto composto da HPMC e NACMC e tensioattivo anionico con un viscosimetro rotazionale. Il comportamento reologico del sistema dipende da HPMC-NACMC, HPMC-SDS e NACMC- (HPMC- SDS) effetti diversi si sono verificati tra.
Le proprietà reologiche delle soluzioni di etere di cellulosa sono influenzate anche da vari fattori, come additivi, forza meccanica esterna e temperatura. Tomoaki Hino et al. hanno studiato l'effetto dell'aggiunta di nicotina sulle proprietà reologiche dell'idrossipropilmetilcellulosa. A 25°C e una concentrazione inferiore al 3%, l'HPMC ha mostrato un comportamento da fluido newtoniano. Quando è stata aggiunta nicotina, la viscosità è aumentata, il che indica che la nicotina ha aumentato l'intreccio diHPMCmolecole. La nicotina qui mostra un effetto di salatura che innalza il punto di gelificazione e il punto di nebbia dell'HPMC. Anche la forza meccanica, come la forza di taglio, avrà una certa influenza sulle proprietà della soluzione acquosa di etere di cellulosa. Utilizzando un turbidimetro reologico e uno strumento di diffusione della luce a piccolo angolo, si è scoperto che in soluzione semidiluita, aumentando la velocità di taglio, a causa della miscelazione per taglio, la temperatura di transizione del punto di nebbia aumenterà.
Data di pubblicazione: 28 aprile 2024