陽(yáng)離子纖維素醚溶液性質(zhì)的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展很多新型材料層出不窮地被研制開(kāi)發(fā)出來(lái)，為了使其能更好地投入到實(shí)際應(yīng)用中，以及進(jìn)一步開(kāi)發(fā)性能更優(yōu)異的材料，理論及基礎(chǔ)性應(yīng)用研究顯得格外重要起來(lái)。本文以天然改性大分子——陽(yáng)離子型纖維素醚(CCE)為例，通過(guò)一系列表征研究了它們特征的物理性能，并初步闡述了一些相應(yīng)機(jī)理，以期為應(yīng)用研究提供理論依據(jù)。 纖維素是由許多葡萄糖殘基以1，4-β苷鍵聯(lián)結(jié)、定向排列的線形高分子化合物，是一種可再生的天然高分子材料，生長(zhǎng)和存在于大量

2、的綠色植物中，對(duì)人類來(lái)說(shuō)是一種取之不盡、用之不絕的資源，且在日益注重環(huán)保的今天受到廣泛的重視。通過(guò)對(duì)纖維素的化學(xué)改性形成了一類新型功能性高分子，已在生理衛(wèi)生用品、石油化工、醫(yī)藥、食品、個(gè)人護(hù)理用品、包裝等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中水溶性陽(yáng)離子型纖維素醚(CCE)是改性纖維素中的重要品種之一，尤其是季銨型更是近年來(lái)研究和發(fā)展較快的功能高分子。 本文在不同pH的條件下，用ALV-5000E激光光散射儀研究了一種高電荷密度陽(yáng)離子纖維素醚(

3、KG-30M)的稀溶液性質(zhì)，測(cè)定了其重均分子量(Mw)，第二維利系數(shù)(A<,2>)，根均方旋轉(zhuǎn)半徑(Rg)和不同角度下的流體動(dòng)力學(xué)半徑(Rh)，并由Rg/Rh比值推斷得到KG-30M在稀溶液中的形狀雖不規(guī)則，但接近于球形。進(jìn)而借助Brookfield RVDV-Ⅲ+型流變儀詳細(xì)研究了三種不同電荷密度陽(yáng)離子纖維素醚的亞濃及濃溶液的流變性，考察了溶液的觸變性及時(shí)間依賴性，發(fā)現(xiàn)這三種陽(yáng)離子型纖維素醚的質(zhì)量濃度小于0.5g/L時(shí)表現(xiàn)為牛頓流體，

4、在0.5-25g/L時(shí)表現(xiàn)出假塑性流體行為，繼續(xù)增大質(zhì)量濃度出現(xiàn)觸變性、震凝性行為，特別是在7-25g/L范圍內(nèi)，非牛頓指數(shù)(n)并非單調(diào)下降，而是發(fā)生波動(dòng)甚至回升，不同于一般的陰、陽(yáng)離子聚合物。另外還發(fā)現(xiàn)CCE適中的電荷密度有利于得到較高的零切粘度；而酸性、中性和堿性三種條件對(duì)CCE粘度影響不大?；趯?shí)際應(yīng)用中常碰到的外界條件，本文詳細(xì)研究了陽(yáng)離子纖維素醚(JR-30M)水溶液的流變性質(zhì)，討論了濃度、溫度、酸度、外加鹽對(duì)其溶液零切粘度

5、的影響。結(jié)果表明，JR-30M水溶液在0.5-20g/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)表現(xiàn)為假塑性流體，超過(guò)7g/L后，牛頓指數(shù)n從原先的單調(diào)下降，開(kāi)始發(fā)生波動(dòng)乃至回升；JR-30M在pH值為3-6的緩沖溶液中，零切粘度隨溫度升高而降低，粘流活化能分別為75.08，48.22，44.23，36.83kJ/mol，而溶液的粘度隨體系酸性的減弱而升高，在一定酸性條件下推斷JR-30M能形成有序相；JR-30M溶液的粘度隨所加鹽的類型及濃度不同而呈復(fù)雜變化。

6、 此外通過(guò)透光度測(cè)定、電導(dǎo)率測(cè)定和粘度法考察了KG-30M與陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)的相互作用。研究結(jié)果表明，SDS濃度較低時(shí)，體系中靜電作用占主導(dǎo)地位，隨SDS含量的增多，溶液由透明變渾濁，之后產(chǎn)生絮狀沉淀，繼續(xù)增加SDS后溶液又變渾濁，之后重新恢復(fù)透明狀態(tài)。而電導(dǎo)率的測(cè)試發(fā)現(xiàn)隨SDS含量增多，SDS-KG復(fù)合體系的電導(dǎo)率始終上升。表觀粘度實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)SDS-KG復(fù)合體系隨SDS含量增加，體系粘度先上升后下降，而