La propiedad más importante de la solución de éter de celulosa es su propiedad reológica. Las propiedades reológicas especiales de muchos éteres de celulosa hacen que se utilicen ampliamente en diversos campos, y el estudio de estas propiedades es beneficioso para el desarrollo de nuevas aplicaciones o la mejora de algunas de ellas. Li Jing, de la Universidad Jiao Tong de Shanghái, realizó un estudio sistemático sobre las propiedades reológicas de...carboximetilcelulosa (CMC), incluyendo la influencia de los parámetros de estructura molecular de la CMC (peso molecular y grado de sustitución), la concentración, el pH y la fuerza iónica. Los resultados de la investigación muestran que la viscosidad a cizallamiento cero de la solución aumenta con el aumento del peso molecular y el grado de sustitución. El aumento del peso molecular implica el crecimiento de la cadena molecular, y el fácil entrelazamiento entre las moléculas aumenta la viscosidad de la solución; el alto grado de sustitución hace que las moléculas se estiren más en la solución. En este estado, el volumen hidrodinámico es relativamente grande y la viscosidad se incrementa. La viscosidad de la solución acuosa de CMC aumenta con el aumento de la concentración, lo que le confiere viscoelasticidad. La viscosidad de la solución disminuye con el valor del pH y, cuando este es inferior a cierto valor, aumenta ligeramente y, finalmente, se forma y precipita ácido libre. La CMC es un polímero polianiónico; al añadir iones de sales monovalentes Na+ y K+ como protección, la viscosidad disminuye consecuentemente. La adición del catión divalente Ca2+ provoca que la viscosidad de la solución disminuya primero y luego aumente. Cuando la concentración de Ca2+ es mayor que el punto estequiométrico, las moléculas de CMC interactúan con Ca2+ y existe una superestructura en la solución. Liang Yaqin, de la Universidad del Norte de China, etc., utilizó el método del viscosímetro y el método del viscosímetro rotacional para realizar una investigación especial sobre las propiedades reológicas de las soluciones diluidas y concentradas de hidroxietilcelulosa modificada (CHEC). Los resultados de la investigación encontraron que: (1) La hidroxietilcelulosa catiónica tiene un comportamiento típico de viscosidad de polielectrolito en agua pura, y la viscosidad reducida aumenta con el aumento de la concentración. La viscosidad intrínseca de la hidroxietilcelulosa catiónica con alto grado de sustitución es mayor que la de la hidroxietilcelulosa catiónica con bajo grado de sustitución. (2) La solución de hidroxietilcelulosa catiónica exhibe características de fluido no newtoniano y tiene características de pseudoplástico: a medida que aumenta la concentración de masa de la solución, aumenta su viscosidad aparente; en una cierta concentración de solución salina, la viscosidad aparente de CHEC disminuye con el aumento de la concentración de sal añadida. Bajo la misma velocidad de corte, la viscosidad aparente de CHEC en el sistema de solución de CaCl2 es significativamente mayor que la de CHEC en el sistema de solución de NaCl.
Con la continua profundización de la investigación y la continua expansión de los campos de aplicación, las propiedades de las soluciones de sistemas mixtos compuestos por diferentes éteres de celulosa también han recibido atención de la gente. Por ejemplo, la carboximetilcelulosa sódica (NACMC) y la hidroxietilcelulosa (HEC) se utilizan como agentes de desplazamiento de petróleo en yacimientos petrolíferos, que tienen las ventajas de una fuerte resistencia al cizallamiento, abundantes materias primas y menor contaminación ambiental, pero el efecto de usarlas solas no es ideal. Si bien la primera tiene buena viscosidad, se ve fácilmente afectada por la temperatura y la salinidad del yacimiento; si bien el segundo tiene buena resistencia a la temperatura y la sal, su capacidad de espesamiento es pobre y la dosificación es relativamente grande. Los investigadores mezclaron las dos soluciones y encontraron que la viscosidad de la solución compuesta aumentó, la resistencia a la temperatura y la resistencia a la sal mejoraron hasta cierto punto, y el efecto de la aplicación se mejoró. Verica Sovilj et al. han estudiado el comportamiento reológico de la solución del sistema mixto compuesto por HPMC y NACMC y surfactante aniónico con un viscosímetro rotacional. El comportamiento reológico del sistema depende de los diferentes efectos que se producen entre HPMC-NACMC, HPMC-SDS y NACMC (HPMC-SDS).
Las propiedades reológicas de las soluciones de éter de celulosa también se ven afectadas por diversos factores, como los aditivos, la fuerza mecánica externa y la temperatura. Tomoaki Hino et al. estudiaron el efecto de la adición de nicotina en las propiedades reológicas de la hidroxipropilmetilcelulosa. A 25 °C y una concentración inferior al 3 %, la HPMC mostró un comportamiento de fluido newtoniano. Al añadir nicotina, la viscosidad aumentó, lo que indicó que la nicotina incrementó el entrelazamiento de...HPMCMoléculas. La nicotina exhibe un efecto de salazón que eleva el punto de gel y el punto de niebla del HPMC. Fuerzas mecánicas como la fuerza de cizallamiento también influyen en las propiedades de la solución acuosa de éter de celulosa. Mediante un turbidímetro reológico y un instrumento de dispersión de luz de ángulo pequeño, se ha observado que, en una solución semidiluida, al aumentar la velocidad de cizallamiento debido a la mezcla por cizallamiento, la temperatura de transición del punto de niebla aumenta.
Hora de publicación: 28 de abril de 2024