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    • pH对阴离子瓜尔胶溶液流变特性的影响
    • 来源:爱学术        2019-08-30         3130
    【摘要】

    一点红心水高 www.lvhqy.tw 瓜尔胶属于典型的阴离子聚电解质,因此,柠檬酸与乳酸的加人改变了体系的pH,影响了H+与阴离子基团的作用,从而使得大分子链蜷曲,体现在流变特性上即会出现差异性。不同酸对零剪切黏度、黏度、黏度衰减、剪切稀化指数、弹性模量、黏性模量、复合黏度、频率扫描与温度扫描具有显著性差异。另外,pH值影响上述各指标,特别是当pH3时瓜尔胶溶液流变特性发生显著变化。

    瓜尔胶属于半乳甘露聚糖,是环境友好的天然高分子化合物,通过化学改性可大大增加其应用范围。阴离子型瓜尔胶衍生物具有黏度高、溶解速度快、透明度和稳定性好等优点,已作为稳定剂、增稠剂及絮凝剂等应用于食品、石油、纺织、医药等领域。

    pH对瓜尔胶溶液黏度特性的影响

    应用弹性模量ross方程对稳态流动黏度曲线进行拟合,得到零剪切黏度与剪切稀化指数,另外,选取剪切速率10s时黏度测试值作为黏度值(η),对于黏度衰减,则通过63s-1时的黏度值与6.3s-1时的黏度值之间的比值来表达。对于不同酸各个pH下的瓜尔胶溶液分别进行稳态流动实验,相应进行重复性试验,结果取其平均值。

    pH对阴离子瓜尔胶溶液流变特性的影响

    实验表明,酸的加入使零剪切黏度趋于降低,在pH7-pH4之间变化不明显,但当pH为3时零剪切黏度呈大幅度下降。另外,酸在pH7-pH4之间对黏度、剪切稀化指数及黏度衰减基本无影响,但在pH3时,明显使黏度下降,使剪切稀化指数变小及黏度衰减增大,表明此时剪切稀化性能减弱。该瓜尔胶属于阴离子聚电解质,在离子化溶剂中,阴离子基团沿大分子链排列,抗衡离子分布在其周围。当pH值降低,溶液中H+浓度增加,与阴离子基团结合而使聚合物的解离度降低,导致电荷排斥作用减弱,大分子链蜷曲,溶液黏度降低。pH7-pH4时可能由于H+浓度不足以使大分子链蜷曲,因此黏度降低不明显,而在pH3时高的H+浓度结合阴离子基团,从而使大分子链蜷曲明显,使黏度出现大幅度下降。

    pH对瓜尔胶溶液应变扫描黏弹性的影响

    不同pH下的瓜尔胶溶液分别进行应变扫描实验,考察其线性黏弹区的弹性模量、黏性模量、复合黏度及黏弹性比值。在pH7-pH4之间,酸使瓜尔胶溶液的弹性模量,黏性模量及复合黏度有下降趋势,但影响不明显,同样,在pH3时出现明显的下降,酸对弹性模量的影响大于黏性模量。另外,酸的加入使黏弹性比值呈上升趋势,但影响不明显,而且柠檬酸对黏弹性比值的影响大于乳酸的作用。在pH3时酸同样使黏弹性比值出现大幅度增加。

    pH对瓜尔胶溶液频率扫描黏弹性的影响

    不同pH的瓜尔胶溶液在0.1-10Hz范围内分别进行频率扫描实验,记录弹性模量=黏性模量时频率及松驰时间。

    黏性模量在一定的低频区内大于弹性模量,体系表现为液态的黏性,扫描频率加大后弹性模量与黏性模量出现相交。弹性模量与黏性模量随频率变化曲线的交汇点位置反映了体系黏弹性能的特点。交汇点处频率越低,体系的固态性质越显著。因此,pH的加入对体系流变性质的影响也反映在对这些交汇点位置的移动趋势上。另外,弹性模量与黏性模量曲线交点处频率的倒数近似作为该体系的特征松驰时间,表征体系中活生联结点的强度。酸的加人使交点处频率有所提高及松驰时间降低,活性联结点的强度有所降低,但pH≥4时随pH变化不明显。当pH降至3时,交点处频率大幅提高,亦使得松驰时间星大幅下降。

    pH对瓜尔胶溶液动态黏弹性温度扫描的影响

    应用流变仪进行了不同pH下瓜尔胶溶液的动态黏弹性温度扫描,以研究不同酸及不同pH对凝胶点温度的作用,结果见表4。根据曲线中弹性模量与黏性模量相交点,确定凝胶点温度。低于凝胶点温度时,溶液弹性行为大于黏性行为,多表现为凝胶状态,而高于凝胶点温度时,溶液多表现出黏性行为。

    随着酸的加入使动态黏弹性温度扫描时弹性模量=黏性模量时的凝胶点温度呈逐步下降趋势,当pH3时出现较大幅度的下降。酸可以使由凝胶状态转变为溶胶状态的温度出现降低,从而使分子间的各种缠绕结构被打断而出现无规则的线团结构。

    声明:本文内容来自互联网,仅供个人学习参考使用!如有侵权,请告知,我们将在24小时内及时删除,谢谢!

    参考文献

    李宏梁,刘辉.瓜尔豆胶的流变性质及其复配性的研究[J].食品工业科技,2007,28(8):209-211

    唐美芳,方波,苏创等.羧甲基瓜尔胶水溶液流变特性研究[J].油田化学,2011,28(2):196-200

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    陈宗淇,戴闽光.股体化学[M].北京:高等教育出版社,1984

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