מהן התכונות של תמיסת אתר תאית וגורמי ההשפעה שלה?

התכונה החשובה ביותר של תמיסת אתר תאית היא התכונה הריאולוגית שלה. התכונות הריאולוגיות המיוחדות של אתרי תאית רבים הופכות אותם לשימוש נרחב בתחומים שונים, וחקר התכונות הריאולוגיות מועיל לפיתוח תחומי יישום חדשים או שיפור של תחומי יישום מסוימים. לי ג'ינג מאוניברסיטת שנגחאי ג'יאאו טונג ערכה מחקר שיטתי על התכונות הריאולוגיות שלקרבוקסית מתיל צלולוז (CMC), כולל השפעת פרמטרי המבנה המולקולרי של CMC (משקל מולקולרי ודרגת החלפה), ריכוז pH וחוזק יוני. תוצאות המחקר מראות שצמיגות האפס-גזירה של התמיסה עולה עם עליית המשקל המולקולרי ומידת ההחלפה. הגדלת המשקל המולקולרי פירושה צמיחת השרשרת המולקולרית, וההסתבכות הקלה בין המולקולות מגבירה את צמיגות התמיסה; מידת ההחלפה הגדולה גורמת למולקולות להימתח יותר בתמיסה. המצב קיים, הנפח ההידרודינמי גדול יחסית, והצמיגות נעשית גדולה. הצמיגות של תמיסה מימית CMC עולה עם עליית הריכוז, שיש לה צמיגות. צמיגות התמיסה יורדת עם ערך ה-pH, וכאשר היא נמוכה מערך מסוים, הצמיגות עולה מעט, ובסופו של דבר נוצרת ומשקעת חומצה חופשית. CMC הוא פולימר פוליאוניוני, כאשר מוסיפים יוני מלח חד ערכיים Na+, K+ מגן, הצמיגות תקטן בהתאם. תוספת של קטיון דו ערכי Caz+ גורמת לצמיגות התמיסה לרדת תחילה ולאחר מכן לעלות. כאשר ריכוז Ca2+ גבוה מהנקודה הסטוכיומטרית, מולקולות CMC מקיימות אינטראקציה עם Ca2+, וקיימת מבנה-על בתמיסה. Liang Yaqin, North University of China וכו' השתמשו בשיטת ויסקומטר ובשיטת ויסקומטר סיבובית כדי לבצע מחקר מיוחד על התכונות הריאולוגיות של התמיסות המדוללות והמרוכזות של תאית הידרוקסיאתיל שונה (CHEC). תוצאות המחקר מצאו כי: (1) לתאית קטיונית הידרוקסיאתיל יש התנהגות אופיינית של צמיגות פוליאלקטרוליט במים טהורים, והצמיגות המופחתת עולה עם עליית הריכוז. הצמיגות הפנימית של תאית הידרוקסיאתיל קטיוני עם דרגת החלפה גבוהה גדולה מזו של תאית הידרוקסיאתיל קטיוני עם דרגת החלפה נמוכה. (2) התמיסה של תאית הידרוקסיאתיל קטיונית מציגה מאפייני נוזל שאינם ניוטוניים ובעלת מאפיינים של דילול גזירה: ככל שריכוז מסת התמיסה עולה, הצמיגות הנראית לעין שלה עולה; בריכוז מסוים של תמיסת מלח, צמיגות לכאורה CHEC היא יורדת עם עליית ריכוז המלח המוסף. תחת אותו קצב גזירה, הצמיגות הנראית לעין של CHEC במערכת תמיסת CaCl2 גבוהה משמעותית מזו של CHEC במערכת תמיסת NaCl.

עם ההעמקה המתמשכת של המחקר וההרחבה המתמשכת של תחומי היישום, המאפיינים של פתרונות מערכת מעורבים המורכבים מאתרי תאית שונים זכו גם לתשומת לבם של אנשים. לדוגמה, נתרן קרבוקסימטיל תאית (NACMC) ותאית הידרוקסיאתיל (HEC) משמשים כחומרי עקירת נפט בשדות נפט, אשר להם יתרונות של עמידות חזקה לגזירה, שפע של חומרי גלם ופחות זיהום סביבתי, אך ההשפעה של השימוש בהם בלבד אינה אידיאלית. למרות שלראשון יש צמיגות טובה, הוא מושפע בקלות מטמפרטורת המאגר וממליחות; למרות שלאחרון יש עמידות טובה לטמפרטורה ולמלח, יכולת העיבוי שלו ירודה והמינון גדול יחסית. החוקרים ערבבו את שתי התמיסות ומצאו שהצמיגות של התמיסה המרוכבת הפכה גדולה יותר, עמידות הטמפרטורה ועמידות המלח שופרו במידה מסוימת, והשפעת היישום הוגברה. Verica Sovilj et al. חקרו את ההתנהגות הריאולוגית של הפתרון של המערכת המעורבת המורכבת מ- HPMC ו- NACMC וחומר פעיל שטח אניוני עם מד ויסקומטר סיבובי. ההתנהגות הראוולוגית של המערכת תלויה בהשפעות שונות של HPMC-NACMC, HPMC-SDS ו-NACMC- (HPMC-SDS).

התכונות הריאולוגיות של תמיסות אתר תאית מושפעות גם מגורמים שונים, כגון תוספים, כוח מכני חיצוני וטמפרטורה. Tomoaki Hino et al. חקר את ההשפעה של תוספת ניקוטין על התכונות הריאולוגיות של הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז. ב-25C וריכוז נמוך מ-3%, HPMC הפגין התנהגות של נוזל ניוטוני. כאשר הוסיפו ניקוטין, הצמיגות עלתה, מה שהצביע על כך שניקוטין הגביר את ההסתבכות שלHPMCמולקולות. ניקוטין כאן מציג אפקט המלחה שמעלה את נקודת הג'ל ונקודת הערפל של HPMC. לכוח מכני כגון כוח גזירה תהיה השפעה מסוימת גם על התכונות של תמיסת אתר מימית של תאית. באמצעות מד עכירות ריאולוגי ומכשיר לפיזור אור בזווית קטנה, נמצא שבתמיסה חצי מדוללת, הגדלת קצב הגזירה, עקב ערבוב גזירה, טמפרטורת המעבר של נקודת הערפל תגדל.