A propriedade mais importante da solução de éter de celulose é sua propriedade reológica. As propriedades reológicas especiais de muitos éteres de celulose os tornam amplamente utilizados em diversos campos, e o estudo das propriedades reológicas é benéfico para o desenvolvimento de novos campos de aplicação ou para o aprimoramento de alguns campos de aplicação existentes. Li Jing, da Universidade Jiao Tong de Xangai, conduziu um estudo sistemático sobre as propriedades reológicas decarboximetilcelulose (CMC)A pesquisa investigou a influência dos parâmetros da estrutura molecular da CMC (massa molecular e grau de substituição), da concentração, do pH e da força iônica. Os resultados mostram que a viscosidade de cisalhamento zero da solução aumenta com o aumento da massa molecular e do grau de substituição. O aumento da massa molecular implica no crescimento da cadeia molecular, e o fácil entrelaçamento entre as moléculas aumenta a viscosidade da solução; um alto grau de substituição faz com que as moléculas se estendam mais na solução. Nesse estado, o volume hidrodinâmico é relativamente grande, resultando em alta viscosidade. A viscosidade da solução aquosa de CMC aumenta com o aumento da concentração, apresentando viscoelasticidade. A viscosidade da solução diminui com o aumento do pH e, quando este se torna inferior a um determinado valor, aumenta ligeiramente, podendo levar à formação e precipitação de ácido livre. A CMC é um polímero polianiônico; a adição de íons monovalentes como Na+ e K+ resulta em uma diminuição correspondente da viscosidade. A adição do cátion divalente Ca2+ causa uma diminuição inicial na viscosidade da solução, seguida de um aumento. Quando a concentração de Ca2+ é superior ao ponto estequiométrico, as moléculas de CMC interagem com o Ca2+, formando uma superestrutura na solução. Liang Yaqin, da Universidade do Norte da China, entre outros, utilizou o método do viscosímetro e o método do viscosímetro rotacional para realizar uma pesquisa específica sobre as propriedades reológicas de soluções diluídas e concentradas de hidroxietilcelulose modificada (CHEC). Os resultados da pesquisa mostraram que: (1) A hidroxietilcelulose catiônica apresenta comportamento viscoso típico de polieletrólito em água pura, e a viscosidade reduzida aumenta com o aumento da concentração. A viscosidade intrínseca da hidroxietilcelulose catiônica com alto grau de substituição é maior do que a da hidroxietilcelulose catiônica com baixo grau de substituição. (2) A solução de hidroxietilcelulose catiônica exibe características de fluido não newtoniano e apresenta comportamento pseudoplástico: à medida que a concentração da solução aumenta, sua viscosidade aparente também aumenta; em uma determinada concentração de solução salina, a viscosidade aparente da CHEC diminui com o aumento da concentração de sal adicionado. Sob a mesma taxa de cisalhamento, a viscosidade aparente do CHEC em solução de CaCl2 é significativamente maior do que a do CHEC em solução de NaCl.
Com o aprofundamento contínuo da pesquisa e a expansão constante dos campos de aplicação, as propriedades de soluções de sistemas mistos compostos por diferentes éteres de celulose também têm recebido atenção. Por exemplo, a carboximetilcelulose sódica (NACMC) e a hidroxietilcelulose (HEC) são utilizadas como agentes de deslocamento de óleo em campos petrolíferos, apresentando vantagens como alta resistência ao cisalhamento, abundância de matéria-prima e menor poluição ambiental. No entanto, o efeito de sua utilização isolada não é ideal. Embora a primeira possua boa viscosidade, é facilmente afetada pela temperatura e salinidade do reservatório; embora a segunda apresente boa resistência à temperatura e à salinidade, sua capacidade de espessamento é baixa e a dosagem necessária é relativamente grande. Pesquisadores que misturaram as duas soluções descobriram que a viscosidade da solução composta aumentou, a resistência à temperatura e à salinidade foi melhorada em certa medida e o efeito da aplicação foi aprimorado. Verica Sovilj et al. estudaram o comportamento reológico da solução do sistema misto composto por HPMC, NACMC e surfactante aniônico utilizando um viscosímetro rotacional. O comportamento reológico do sistema depende de HPMC-NACMC, HPMC-SDS e NACMC-(HPMC-SDS), tendo ocorrido diferentes efeitos entre eles.
As propriedades reológicas das soluções de éter de celulose também são afetadas por diversos fatores, como aditivos, força mecânica externa e temperatura. Tomoaki Hino et al. estudaram o efeito da adição de nicotina nas propriedades reológicas da hidroxipropilmetilcelulose (HPMC). A 25 °C e em uma concentração inferior a 3%, a HPMC apresentou comportamento de fluido newtoniano. Com a adição de nicotina, a viscosidade aumentou, indicando que a nicotina aumentou o emaranhamento das cadeias poliméricas.HPMCmoléculas. A nicotina, neste caso, apresenta um efeito salino que eleva o ponto de gelificação e o ponto de névoa do HPMC. Forças mecânicas, como a força de cisalhamento, também influenciam as propriedades da solução aquosa de éter de celulose. Utilizando um turbidímetro reológico e um instrumento de espalhamento de luz em pequenos ângulos, constatou-se que, em soluções semidiluídas, o aumento da taxa de cisalhamento, devido à mistura por cisalhamento, eleva a temperatura de transição do ponto de névoa.
Data da publicação: 28/04/2024