疏水改性羟乙基纤维素的流变性能研究.pdf

第24卷第4期
化学研究与应用
Vol 24 No 4
2012年4月
Chemical Research and Application
Apr.,2012
文章编号:1004-1656(2012)04-0560-05
疏水改性羟乙基纤维素的流变性能研究
张恒2”,刘丽丽',赵娜娜,张岩冲
1.青岛科技大学化工学院,山东青岛266042
2.南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室,江苏南京210037)
摘要:对疏水改性羟乙基纤维素( HMHEC)溶液的流变性质进行了系统研究,探讨了不同的浓度、温度、盐浓
度、pH值和剪切速率对其溶液表观粘度的影响。结果表明 HMIEIEC溶液临界缔合浓度为0.3g/100ml。当
AIMIHIEC的浓度低于临界缔合浓度时, HMHEC溶液增稠以分子内缔合为主,增稠幅度小;当高于临界缔合浓
度后,便会形成以大分子间缔合为主的动态物理交联网络结构。 HMHEC水溶液具有良好的耐温耐盐及抗剪
切性能,而且pH稳定性良好。
关词:疏水改性羟乙基纤维素;流变;临界聚集浓度
中图分类号:0636.11文献标识码:A
Study of rheological behavior of modified hydroxyethyl cellulose solutions
ZHANG Heng", LIU Li-li", ZHAO Na-na, ZHANG Yan-chong
(1. School of Chemical Engineer ng, Qingdao University of cience&Technolog, Qingdao, Shandong 266042 China
2. Jiangsu Provincial Key Iaboratory of Pulp and Paper Science and Technology, Nanjing Forestry University
Nanjing, Jiangsu 210037 Chin
Absract: Te elo al ropeies of HM E on w meensiely d an e inluence of entration, tempera
ture, salinity, PH value and shearing rate on apparent viscosity was discussed. The results showed that the critical associating con-
centration value of the HMHEC solution was O. 10m. When the concentraion val is uner the crita siting nra-
tion value, it is intramolecular association that generates a weak thickening function. When the concentration value is greater than
the critical associating concentration value, it is intermolecular assia ion and m physical crosslinking n work structure that
generates a strong thickening function HMHEC solution has good properties of heat resistance, salt resistance, shear resistance and
PH stability
Key words: hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose; theology; critical aggregation concentration
疏水改性纤维素是一类在分子链中引人了少(CMC),羟乙基纤维素(HEC)相比,由于其溶液中
量疏水基团具有“双亲结构”的水溶性纤维素衍生疏水效应的影响,这类聚合物具有更显著的增粘
物。与一般水溶性纤维素行生物羧甲基纤维素性、耐温耐盐性和抗剪切稳定性?,作为涂料中的
收稿日期:2011-08-03修回日期:2011-1-15
金项目:江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室开放基金(200905)。
联系人简介:张恒(1973-),男,副教授,博士,主要研究方向:精细化工,轻化工程。Emaill:hgzhang@sina.com
第4期
张恒等:疏水政性羟乙基纤维素的流变性能研究
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增稠剂3?,可广泛应用于水性涂料中,调整涂料
在介质表面的流变性能和保水性能,对涂料涂布2结果与讨论
操作和涂层性能改善起着重要的作用,具有广阔
的应用前景。
2.1浓度对产物增稠性能的影响
疏水改性水溶性羟乙基纤维素( EMIEC)的
400
IMHEC
分子链上带有少量的疏水基团,在水溶液中,疏水
00
基团分子间相互缔合形成网状结构,从而使其溶
200
液具有独特的流变性质。这种性质受到多方面因
素的影响,包括疏水缔合水溶性聚合物的结构和
组成,分子量,表面活性剂,离子基团等因素对溶
液性质的影响,还包括聚合物的浓度、温度、盐浓
0.20.30,4.30.6
concentration of Polymers(9/100m1)
度、剪切速率等因素。本文在碱溶液和有机溶
图1浓度对 HMIHEC和HEC水溶液粘度的影响
剂体系中合成疏水改性羟乙基纤维素的工作基础
Fg 1 Effect of concentration on the viscosity of
上?,对 HMMIHIEC的流变性能进行测试分析,主要
HMHEC and HEC
研究浓度、温度、盐浓度、剪切速率及时间对HM
疏水缔合水溶性聚合物在水溶液中存在一个
HEC水溶液表观粘度的影响,并与HEC水溶液的
临界聚集浓度( Critical Aggregation Concentra-
流变性质进行比较,以期对 HMHEC作为增稠剂
tion,简称CAC),像表面活性剂分子形成胶束时的
的应用提供理论依据。
临界胶束浓度一样。当聚合物浓度达到临界聚集
浓度时,溶液内部易发生簇集。在浓度低于临界
实验部分
聚集浓度时,溶液中同时存在簇集和解簇集两个
过程,这样平衡的结果就是以分子内缔合作用为
试剂和主要仪器
主,形成不稳定的簇集体;当浓度达到临界浓度以
NaCl(AR,成都科龙化工试剂厂);CaC2(AR
上,建立平衡后,以分子间缔合作用为主,形成稳
成都科龙化工试剂厂);醋酸(AR,天津市博迪化定的簇集体。
工有限公司);碳酸気钠(AR,南京化学试剂有限
从图1可以看到,HEC和 HMHEC的表观粘
公司)。
度随着其浓度的增加而增加,不同的是, EMIAIEC
美国 Brookfield DⅡ粘度仪,数显恒温水浴在达到一定浓度后,粘度急剧上升。这说明在
锅H-S(江苏省金坛市医疗仪器厂)。
HMHEC溶液中存在一个临界缔合浓度,从图1
1.2 HMIAIEC的制备?
看,在0.3gy/100ml-0.4gy/100ml之间。在临