Den viktigaste egenskapen hos cellulosaeterlösningar är dess reologiska egenskaper. De speciella reologiska egenskaperna hos många cellulosaetrar gör att de används i stor utsträckning inom olika områden, och studier av reologiska egenskaper är fördelaktiga för utveckling av nya tillämpningsområden eller förbättring av vissa tillämpningsområden. Li Jing från Shanghai Jiao Tong University genomförde en systematisk studie av de reologiska egenskaperna hoskarboximetylcellulosa (CMC), inklusive inverkan av CMC:s molekylstrukturparametrar (molekylvikt och substitutionsgrad), koncentrations-pH och jonstyrka. Forskningsresultaten visar att lösningens nollskjuvningsviskositet ökar med ökningen av molekylvikten och substitutionsgraden. Ökningen av molekylvikten innebär tillväxt av molekylkedjan, och den enkla intrasslingen mellan molekylerna ökar lösningens viskositet; den stora substitutionsgraden gör att molekylerna sträcks ut mer i lösningen. I detta tillstånd är den hydrodynamiska volymen relativt stor och viskositeten blir stor. Viskositeten hos CMC-vattenlösningen ökar med ökande koncentration, vilket har viskoelasticitet. Lösningens viskositet minskar med pH-värdet, och när det är lägre än ett visst värde ökar viskositeten något, och så småningom bildas och fälls fri syra ut. CMC är en polyanjonisk polymer, när man tillsätter monovalenta saltjoner Na+, K+ som skyddande medel minskar viskositeten i enlighet därmed. Tillsatsen av den divalenta katjonen Caz+ gör att lösningens viskositet först minskar och sedan ökar. När koncentrationen av Ca2+ är högre än den stökiometriska punkten, interagerar CMC-molekyler med Ca2+, och en superstruktur bildas i lösningen. Liang Yaqin, North University of China, etc., använde viskometermetoden och rotationsviskometermetoden för att utföra specialforskning om de reologiska egenskaperna hos utspädda och koncentrerade lösningar av modifierad hydroxietylcellulosa (CHEC). Forskningsresultaten visade att: (1) Katjonisk hydroxietylcellulosa har typiskt polyelektrolytviskositetsbeteende i rent vatten, och den minskade viskositeten ökar med ökande koncentration. Den inneboende viskositeten hos katjonisk hydroxietylcellulosa med hög substitutionsgrad är större än den hos katjonisk hydroxietylcellulosa med låg substitutionsgrad. (2) Lösningen av katjonisk hydroxietylcellulosa uppvisar icke-newtonska vätskeegenskaper och har skjuvförtunnande egenskaper: när lösningens masskoncentration ökar ökar dess synbara viskositet; i en viss koncentration av saltlösning minskar CHEC:s synbara viskositet med ökande tillsatt saltkoncentration. Vid samma skjuvhastighet är den synbara viskositeten för CHEC i CaCl2-lösningssystem betydligt högre än för CHEC i NaCl-lösningssystem.
Med den kontinuerliga fördjupningen av forskningen och den kontinuerliga expansionen av tillämpningsområden har egenskaperna hos blandade systemlösningar bestående av olika cellulosaetrar också fått människors uppmärksamhet. Till exempel används natriumkarboximetylcellulosa (NACMC) och hydroxietylcellulosa (HEC) som oljeförträngningsmedel i oljefält, vilka har fördelarna med stark skjuvhållfasthet, rikliga råvaror och mindre miljöföroreningar, men effekten av att använda dem ensamma är inte idealisk. Även om den förra har god viskositet påverkas den lätt av reservoartemperatur och salthalt; även om den senare har god temperatur- och saltbeständighet, är dess förtjockningsförmåga dålig och doseringen är relativt stor. Forskarna blandade de två lösningarna och fann att viskositeten hos den sammansatta lösningen blev större, temperaturbeständigheten och saltbeständigheten förbättrades i viss mån och appliceringseffekten förstärktes. Verica Sovilj et al. har studerat det reologiska beteendet hos lösningen av det blandade systemet bestående av HPMC och NACMC och anjoniska ytaktiva medel med en rotationsviskosimeter. Systemets reologiska beteende beror på HPMC-NACMC, HPMC-SDS och NACMC- (HPMC-SDS). Olika effekter uppstod mellan dem.
De reologiska egenskaperna hos cellulosaeterlösningar påverkas också av olika faktorer, såsom tillsatser, extern mekanisk kraft och temperatur. Tomoaki Hino et al. studerade effekten av tillsats av nikotin på de reologiska egenskaperna hos hydroxipropylmetylcellulosa. Vid 25 °C och en koncentration lägre än 3 % uppvisade HPMC newtonskt fluidbeteende. När nikotin tillsattes ökade viskositeten, vilket indikerade att nikotin ökade intrasslingen avHPMCmolekyler. Nikotin uppvisar här en saltningseffekt som höjer gelpunkten och dimpunkten för HPMC. Mekanisk kraft såsom skjuvkraft kommer också att ha en viss inverkan på egenskaperna hos cellulosaeterns vattenlösning. Med hjälp av reologisk turbidimeter och ett ljusspridningsinstrument med liten vinkel har man funnit att i halvutspädd lösning, ökar skjuvhastigheten på grund av skjuvblandning, vilket leder till att övergångstemperaturen för dimpunkten ökar.
Publiceringstid: 28 april 2024