셀룰로오스 에테르 용액의 가장 중요한 특성은 유변학적 특성입니다. 많은 셀룰로오스 에테르가 지닌 특수한 유변학적 특성 덕분에 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 유변학적 특성에 대한 연구는 새로운 응용 분야를 개발하거나 기존 응용 분야를 개선하는 데 도움이 됩니다. 상하이 자오퉁 대학교의 리징 교수는 셀룰로오스 에테르의 유변학적 특성에 대한 체계적인 연구를 수행했습니다.카르복시메틸셀룰로오스(CMC)본 연구에서는 CMC의 분자 구조 매개변수(분자량 및 치환도), 농도, pH, 이온 강도 등의 영향을 분석했습니다. 연구 결과, 용액의 전단 점도는 분자량과 치환도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났습니다. 분자량 증가는 분자 사슬의 성장을 의미하며, 분자 간 얽힘이 용이해져 용액의 점도가 증가합니다. 치환도가 클수록 용액 내에서 분자가 더 많이 늘어나 유체역학적 부피가 상대적으로 커져 점도가 높아집니다. CMC 수용액의 점도는 농도가 증가함에 따라 증가하며, 점탄성을 나타냅니다. 용액의 점도는 pH 값이 감소함에 따라 감소하다가 특정 값 이하에서는 약간 증가하고, 결국 유리산이 생성되어 침전됩니다. CMC는 다가 음이온성 고분자이므로, 일가 염 이온인 Na+, K+를 첨가하면 점도가 감소합니다. 이가 양이온인 Ca2+를 첨가하면 용액의 점도가 처음에는 감소하다가 증가합니다. Ca2+ 농도가 화학양론적 지점보다 높으면 CMC 분자가 Ca2+와 상호작용하여 용액 내에 초구조가 형성됩니다. 중국 북방대학교의 량야친(Liang Yaqin) 연구팀은 점도계법과 회전식 점도계법을 이용하여 변성 하이드록시에틸셀룰로오스(CHEC)의 희석 및 농축 용액의 유변학적 특성에 대한 연구를 수행했습니다. 연구 결과는 다음과 같습니다. (1) 양이온성 하이드록시에틸셀룰로오스는 순수에서 전형적인 고분자 전해질의 점도 거동을 보이며, 농도가 증가함에 따라 환산 점도가 증가합니다. 치환도가 높은 양이온성 하이드록시에틸셀룰로오스의 고유 점도는 치환도가 낮은 양이온성 하이드록시에틸셀룰로오스보다 큽니다. (2) 양이온성 하이드록시에틸셀룰로오스 용액은 비뉴턴 유체 특성을 나타내며 전단 박화 특성을 보입니다. 즉, 용액의 질량 농도가 증가함에 따라 겉보기 점도가 증가합니다. 특정 농도의 염 용액에서 CHEC의 겉보기 점도는 첨가된 염 농도가 증가함에 따라 감소합니다. 동일한 전단 속도 조건에서, CaCl2 용액 시스템에서 CHEC의 겉보기 점도는 NaCl 용액 시스템에서 CHEC의 겉보기 점도보다 현저히 높다.
연구가 심화되고 응용 분야가 지속적으로 확대됨에 따라, 다양한 셀룰로오스 에테르로 구성된 혼합 시스템 용액의 특성 또한 주목받고 있습니다. 예를 들어, 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스(NACMC)와 하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC)는 유전에서 오일 치환제로 사용되는데, 강한 전단 저항성, 풍부한 원료, 낮은 환경 오염 등의 장점을 가지고 있지만, 단독으로 사용할 경우 효과가 이상적이지 않습니다. NACMC는 점도가 좋지만 저수층의 온도와 염도에 쉽게 영향을 받고, HEC는 내열성 및 내염성이 우수하지만 증점 능력이 떨어지고 사용량이 상대적으로 많습니다. 연구자들은 이 두 용액을 혼합하여 복합 용액의 점도가 증가하고 내열성 및 내염성이 어느 정도 향상되어 적용 효과가 증대됨을 발견했습니다. Verica Sovilj 등은 회전식 점도계를 이용하여 HPMC와 NACMC, 그리고 음이온성 계면활성제로 구성된 혼합 시스템 용액의 유변학적 거동을 연구했습니다. 시스템의 유변학적 거동은 HPMC-NACMC, HPMC-SDS 및 NACMC- (HPMC-SDS)에 따라 달라지며, 이들 사이에서 서로 다른 효과가 발생합니다.
셀룰로오스 에테르 용액의 유변학적 특성은 첨가제, 외부 기계적 힘, 온도 등 다양한 요인의 영향을 받습니다. 토모아키 히노(Tomoaki Hino) 외 연구진은 니코틴 첨가가 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC)의 유변학적 특성에 미치는 영향을 연구했습니다. 25℃, 3% 미만의 농도에서 HPMC는 뉴턴 유체와 같은 거동을 보였습니다. 니코틴을 첨가했을 때 점도가 증가했는데, 이는 니코틴이 셀룰로오스 분자의 얽힘을 증가시켰음을 나타냅니다.HPMC분자들. 여기서 니코틴은 염석 효과를 나타내어 HPMC의 겔화점과 안개점을 상승시킵니다. 전단력과 같은 기계적 힘 또한 셀룰로오스 에테르 수용액의 특성에 영향을 미칩니다. 유변학적 탁도계와 소각광산란기를 사용하여 반희석 용액에서 전단 속도가 증가함에 따라 전단 혼합으로 인해 안개점의 전이 온도가 상승하는 것을 확인했습니다.
게시 시간: 2024년 4월 28일