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高分子与表面活性剂复合溶液具有优异的性能并在洗涤剂、食品、感光材料、涂料、化妆品、药物、采矿和采油等诸多领域有着广泛的应用。本论文主要研究羧甲基胍胶在相反电荷表面活性剂溶液中的流变行为,讨论表面活性剂疏水作用对复合体系流变行为的影响。主要得到以下几点结果:
1、向羧甲基胍胶(Carboxymethyl Guar,CMG)亚浓溶液(0.6wt%)中,加入带相反电荷的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(Hexadecy1 trimethy1 ammonium Bromide,CTAB)后,CMG溶液的粘度上升两个数量级,体系的粘度曲线表现出非牛顿流体的行为,出现剪切变稀。此外,通过测定体系的储能模量G、损耗模量G"随着CTAB浓度变化曲线,得到分别代表体系形成交联点的强度的大小和交联点的密度的参数τc和Gc,讨论了CTAB在羧甲基瓜尔胶上的聚集行为。随着CTAB浓度的提高,τc则逐渐增加,而Gc下降,说明随着表面活性剂的增加,交联点的数目减少,交联点的体积不断增大。
2、向羧甲基胍胶中加入不同链长的表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(Dodecyltrimethylammonium Bromide,DTAB)、十四烷基三甲基溴化铵(Tetradecyltrimethylammonium bromide,TTAB)、和双链表面活性剂GS-6。结果发现,疏水作用最弱和最强的表面活性剂DTAB与GS-6加入到羧甲基胍胶中,体系的粘度均没有提高。TTAB能使体系的粘度上升,但上升的幅度远远小于CTAB/CMG体系。因此,向羧甲基胍胶溶液中加入疏水强度不同的表面活性剂时,并非疏水强度越高,对粘度的贡献越大。只有疏水强度适中时,体系的粘度才能有最大幅度的上升。
3.向CTAB/CMG体系中加入NaOH和HCl来调节体系的pH时,在酸性条件下(加入盐酸),羧甲基瓜儿胶羧基的电离受到抑制,此时羧甲基瓜儿胶高分子链电荷密度减小,高分子与表面活性剂分子之间静电相互作用减弱,等效于CTAB浓度减小,因此复合体系溶液的零切黏度随着pH值的减小逐渐下降。加入氢氧化钠以后,羧甲基瓜儿胶羧基的电离程度增加,导致高分子链电荷密度增加,因此高分子与表面活性剂分子之间静电相互作用不断增强,等效于CTAB浓度增加,因此复合体系溶液的零切黏度随着pH值的增加而增加。当溶液的pH值大于10.1时,随着pH值的进一步增加,溶液的零切黏度逐渐下降,说明高分子链电荷密度的增加已经趋近于饱和,此时羧甲基瓜儿胶和CTAB复合体系溶液零切黏度的下降,与氢氧化钠对羧甲基瓜儿胶和CTAB聚集行为的影响密切相关。