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pH对阴离子瓜尔胶溶液流变特性的影响研究

发布日期:2015-07-07 10:45:26

pH对阴离子瓜尔胶溶液流变特性的影响研究

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[1-7]。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食品、石油、 纺织、医药等领域。目前,国内对阴离子瓜尔胶 水溶液流变特性研究的报道较少。本文着重研究 了梓檬酸和乳酸不同pH对阴离子瓜尔胶水溶液 流变特性的影响,并应用多水平方差分析法考察 不同酸以及不同pH对瓜尔胶特性指标的差异性分析。

瓜尔胶溶液配制方法用烘箱干燥法得到瓜 尔胶水分含量,称取干基质量为5 g的瓜尔胶。在 600 mL高型烧杯中称取约450 g水,分别以1%〇乳 酸溶液或柠檬酸溶液调节pH至7.00、6.00、5.00、4.00、3.00,以水补足质量(质量为500-称取的瓜 尔胶克数)。边搅拌边逐步添加所称取的瓜尔胶, 在约1600 r/min的转速下搅拌直至完全溶解,取下 后用保鲜膜封口,置于冰箱中冷藏并静置1d,使 瓜尔胶溶液的水化作用、自身分子间作用力及与 盐的作用达到完全。
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。
在一定的低频区内大于G,体系表现为液 态的黏性,扫描频率加大后G与G”出现相交。G 与G”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,G与G”曲线交点处频率的倒数近似作为该 体系的特征松驰时间tm,表征体系中活性联结点 的强度。由表3可知,酸的加入使交点处频率有 所提高及松驰时间降低,活性联结点的强度有所 降低,但pH身4时随pH变化不明显。
 
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