Найважливішою властивістю розчину целюлозного ефіру є його реологічні властивості. Особливі реологічні властивості багатьох целюлозних ефірів роблять їх широко використовуваними в різних галузях, а вивчення реологічних властивостей корисне для розвитку нових галузей застосування або вдосконалення деяких галузей застосування. Лі Цзін з Шанхайського університету Цзяотун провів систематичне дослідження реологічних властивостей...карбоксиметилцелюлоза (КМЦ), включаючи вплив параметрів молекулярної структури КМЦ (молекулярна маса та ступінь заміщення), концентрації, pH та іонної сили. Результати дослідження показують, що в'язкість розчину при нульовому зсуві збільшується зі збільшенням молекулярної маси та ступеня заміщення. Збільшення молекулярної маси означає зростання молекулярного ланцюга, а легке заплутування між молекулами збільшує в'язкість розчину; великий ступінь заміщення змушує молекули більше розтягуватися в розчині. Стан існує, гідродинамічний об'єм відносно великий, і в'язкість стає великою. В'язкість водного розчину КМЦ збільшується зі збільшенням концентрації, що має в'язкопружність. В'язкість розчину зменшується зі значенням pH, і коли воно нижче певного значення, в'язкість дещо збільшується, і зрештою утворюється вільна кислота та випадає в осад. КМЦ - це поліаніонний полімер, при додаванні одновалентних іонів солі Na+, K+, що захищають, в'язкість відповідно зменшується. Додавання двовалентного катіона Caz+ призводить до того, що в'язкість розчину спочатку зменшується, а потім збільшується. Коли концентрація Ca2+ вища за стехіометричну точку, молекули CMC взаємодіють з Ca2+, і в розчині виникає надструктура. Лян Яцінь з Північного університету Китаю та інші використовували метод віскозиметра та метод ротаційного віскозиметра для проведення спеціальних досліджень реологічних властивостей розведених та концентрованих розчинів модифікованої гідроксиетилцелюлози (CHEC). Результати дослідження показали, що: (1) Катіонна гідроксиетилцелюлоза має типову для поліелектролітів поведінку в'язкості в чистій воді, і знижена в'язкість збільшується зі збільшенням концентрації. Властивість в'язкості катіонної гідроксиетилцелюлози з високим ступенем заміщення більша, ніж у катіонної гідроксиетилцелюлози з низьким ступенем заміщення. (2) Розчин катіонної гідроксиетилцелюлози проявляє характеристики неньютонівської рідини та має характеристики розрідження при зсуві: зі збільшенням масової концентрації розчину його уявна в'язкість збільшується; при певній концентрації сольового розчину уявна в'язкість CHEC зменшується зі збільшенням концентрації доданої солі. При тій самій швидкості зсуву уявна в'язкість CHEC у системі розчину CaCl2 значно вища, ніж у CHEC у системі розчину NaCl.
З постійним поглибленням досліджень та розширенням галузей застосування, властивості змішаних системних розчинів, що складаються з різних ефірів целюлози, також привернули увагу людей. Наприклад, натрійкарбоксиметилцелюлоза (NACMC) та гідроксиетилцелюлоза (HEC) використовуються як агенти витіснення нафти на нафтових родовищах, що мають такі переваги, як високий опір зсуву, велика кількість сировини та менше забруднення навколишнього середовища, але ефект від їх використання окремо не є ідеальним. Хоча перший має добру в'язкість, на нього легко впливають температура пласта та солоність; хоча другий має добру термо- та солестійкість, його здатність до загущення низька, а дозування відносно велике. Дослідники змішали два розчини та виявили, що в'язкість композитного розчину стала більшою, термостійкість та солестійкість певною мірою покращилися, а ефект застосування покращився. Веріка Совіль та ін. вивчали реологічну поведінку розчину змішаної системи, що складається з HPMC та NACMC та аніонних поверхнево-активних речовин, за допомогою ротаційного віскозиметра. Реологічна поведінка системи залежить від різних ефектів, що виникають між ГПМЦ-НАКМС, ГПМЦ-ДСН та НАКМС (ГПМЦ-ДСН).
На реологічні властивості розчинів ефірів целюлози також впливають різні фактори, такі як добавки, зовнішня механічна сила та температура. Томоакі Хіно та ін. вивчали вплив додавання нікотину на реологічні властивості гідроксипропілметилцелюлози. При температурі 25°C та концентрації нижче 3% ГПМЦ демонструвала ньютонівську текучу поведінку. При додаванні нікотину в'язкість збільшувалася, що свідчило про те, що нікотин збільшував заплутаність...ГПМЦмолекули. Нікотин тут проявляє солоутворюючий ефект, що підвищує точку гелеутворення та точку туману ГПМЦ. Механічна сила, така як сила зсуву, також матиме певний вплив на властивості водного розчину ефіру целюлози. За допомогою реологічного турбідиметра та приладу для малокутового розсіювання світла було виявлено, що в напіврозведеному розчині, збільшення швидкості зсуву, внаслідок зсувного перемішування, призводить до збільшення температури переходу точки туману.
Час публікації: 28 квітня 2024 р.