陽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發(fā)出來，為了使其能更好地投入到實際應(yīng)用中，以及進一步開發(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。本文以天然改性大分子——陽離子型纖維素醚(CCE)為例，通過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，生長和存在于大量

2、的綠色植物中，對人類來說是一種取之不盡、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。通過對纖維素的化學(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、個人護理用品、包裝等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中水溶性陽離子型纖維素醚(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離子纖維素醚(

3、KG-30M)的稀溶液性質(zhì)，測定了其重均分子量(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。進而借助Brookfield RVDV-Ⅲ+型流變儀詳細研究了三種不同電荷密度陽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間依賴性，發(fā)現(xiàn)這三種陽離子型纖維素醚的質(zhì)量濃度小于0.5g/L時表現(xiàn)為牛頓流體，

4、在0.5-25g/L時表現(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)生波動甚至回升，不同于一般的陰、陽離子聚合物。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CCE粘度影響不大。基于實際應(yīng)用中常碰到的外界條件，本文詳細研究了陽離子纖維素醚(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7g/L后，牛頓指數(shù)n從原先的單調(diào)下降，開始發(fā)生波動乃至回升；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、 此外通過透光度測定、電導(dǎo)率測定和粘度法考察了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，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。表觀粘度實驗中發(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