Cea mai importantă proprietate a soluției de eter de celuloză este proprietatea sa reologică. Proprietățile reologice speciale ale multor eteri de celuloză îi fac utilizați pe scară largă în diverse domenii, iar studiul proprietăților reologice este benefic pentru dezvoltarea de noi domenii de aplicare sau îmbunătățirea unor domenii de aplicare. Li Jing de la Universitatea Jiao Tong din Shanghai a efectuat un studiu sistematic asupra proprietăților reologice ale...carboximetilceluloză (CMC), inclusiv influența parametrilor structurii moleculare ai CMC (greutatea moleculară și gradul de substituție), pH-ul concentrației și tăria ionică. Rezultatele cercetării arată că vâscozitatea la forfecare zero a soluției crește odată cu creșterea greutății moleculare și a gradului de substituție. Creșterea greutății moleculare înseamnă creșterea lanțului molecular, iar încurcarea ușoară dintre molecule crește vâscozitatea soluției; gradul mare de substituție face ca moleculele să se întindă mai mult în soluție. Există o stare în care volumul hidrodinamic este relativ mare, iar vâscozitatea devine mare. Vâscozitatea soluției apoase de CMC crește odată cu creșterea concentrației, ceea ce are vâscoelasticitate. Vâscozitatea soluției scade odată cu valoarea pH-ului, iar când acesta este mai mic decât o anumită valoare, vâscozitatea crește ușor și, în cele din urmă, se formează acid liber și precipită. CMC este un polimer polianionic, iar atunci când se adaugă ioni de sare monovalenți Na+, K+ ca ecran, vâscozitatea va scădea corespunzător. Adăugarea cationului divalent Caz+ determină mai întâi scăderea vâscozității soluției și apoi creșterea acesteia. Când concentrația de Ca2+ este mai mare decât punctul stoichiometric, moleculele de CMC interacționează cu Ca2+, formând o suprastructură în soluție. Liang Yaqin, de la Universitatea de Nord din China etc., a utilizat metoda viscozimetrică și metoda viscozimetrică rotativă pentru a efectua cercetări speciale asupra proprietăților reologice ale soluțiilor diluate și concentrate de hidroxietilceluloză modificată (CHEC). Rezultatele cercetării au constatat că: (1) Hidroxietilceluloza cationică are un comportament tipic de vâscozitate polielectrolitică în apă pură, iar vâscozitatea redusă crește odată cu creșterea concentrației. Vâscozitatea intrinsecă a hidroxietilcelulozei cationice cu grad ridicat de substituție este mai mare decât cea a hidroxietilcelulozei cationice cu grad scăzut de substituție. (2) Soluția de hidroxietilceluloză cationică prezintă caracteristici de fluid non-newtoniene și are caracteristici de diluare la forfecare: pe măsură ce concentrația masică a soluției crește, vâscozitatea sa aparentă crește; la o anumită concentrație de soluție salină, vâscozitatea aparentă a CHEC scade odată cu creșterea concentrației de sare adăugată. Sub aceeași rată de forfecare, vâscozitatea aparentă a CHEC în sistemul de soluție CaCl2 este semnificativ mai mare decât cea a CHEC în sistemul de soluție NaCl.
Odată cu aprofundarea continuă a cercetării și extinderea continuă a domeniilor de aplicare, proprietățile soluțiilor de sisteme mixte compuse din diferiți eteri de celuloză au atras și ele atenția publicului. De exemplu, carboximetilceluloza sodică (NACMC) și hidroxietilceluloza (HEC) sunt utilizate ca agenți de înlocuire a petrolului în câmpurile petroliere, având avantajele unei rezistențe puternice la forfecare, a unor materii prime abundente și a unei poluări reduse a mediului, însă efectul utilizării lor individuale nu este ideal. Deși prima are o vâscozitate bună, aceasta este ușor afectată de temperatura și salinitatea rezervorului; deși cea de-a doua are o rezistență bună la temperatură și la sare, capacitatea sa de îngroșare este slabă, iar dozajul este relativ mare. Cercetătorii au amestecat cele două soluții și au constatat că vâscozitatea soluției compozite a devenit mai mare, rezistența la temperatură și rezistența la sare s-au îmbunătățit într-o oarecare măsură, iar efectul aplicării a fost sporit. Verica Sovilj și colab. au studiat comportamentul reologic al soluției sistemului mixt compus din HPMC și NACMC și surfactant anionic cu un viscozimetru rotativ. Comportamentul reologic al sistemului depinde de diferitele efecte apărute între HPMC-NACMC, HPMC-SDS și NACMC (HPMC-SDS).
Proprietățile reologice ale soluțiilor de eter de celuloză sunt, de asemenea, afectate de diverși factori, cum ar fi aditivii, forța mecanică externă și temperatura. Tomoaki Hino și colab. au studiat efectul adăugării de nicotină asupra proprietăților reologice ale hidroxipropilmetilcelulozei. La 25°C și o concentrație mai mică de 3%, HPMC a prezentat un comportament de fluid newtonian. Când s-a adăugat nicotină, vâscozitatea a crescut, ceea ce a indicat că nicotina a crescut capacitatea de încurcare a...HPMCNicotina prezintă aici un efect de sărare care crește punctul de gelificare și punctul de ceață al HPMC. Forța mecanică, cum ar fi forța de forfecare, va avea, de asemenea, o anumită influență asupra proprietăților soluției apoase de eter de celuloză. Folosind un turbidimetru reologic și un instrument de împrăștiere a luminii la unghiuri mici, s-a constatat că, în soluția semi-diluată, creșterea ratei de forfecare, datorită amestecării prin forfecare, va crește temperatura de tranziție a punctului de ceață.
Data publicării: 28 aprilie 2024