羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素溶液粘度的實驗研究：
羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素溶液粘度的實驗研究，本文從實驗上研究了甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素等三種典 型纖維素溶液的粘度受濃度、溫度和無機鹽影響的規(guī)律，討論了它們作為增稠劑使用時，各自的特點。
水溶性纖維素溶液，因其具有很好的粘滯性，而具有廣泛的應用前景，是乳膠漆、水泥及 各種泥漿的增稠劑[1 一 4]。甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素是其中較為典型的 三種。它們在使用中難免遇到無機鹽環(huán)境。本文就三種典型纖維素水溶液的粘度，受濃度、 溫度和無機鹽影響的規(guī)律，進行了實驗研究。
1實驗
1- 1纖維素水溶液的配制及其物理特性
用天平分別稱取〇• 4g、〇. 8g、2. 0g的甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉(上海塑料廠生產)和 羥乙基纖維素(美國聯(lián)合碳化物公司提供），共I5份樣品（參見表一），分別置于不同的燒杯 中。分別向燒杯中注入蒸餾水或事先配好的一定濃度的無機鹽水溶液，使溶液總質量等于 1〇〇. 〇g»攪拌溶液均勻，待用。
甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素的水溶液，及其含無機鹽的水溶液，均屬 于非牛頓型流體[1 — 5]。
1.2儀器
旋轉式粘度計，既適于測定非牛頓型流體的粘度，也適于測定牛頓型流體的粘度。
本實驗采用NDJ—79型旋轉式粘度計，測定上述樣品的粘度。羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素溶液粘度的實驗研究，該粘度計的測量范圍是 1至106毫帕斯卡*秒(mpa * s)。該粘度計必須以頻率為5〇赫茲、電壓在220(1 士 10%)伏 特的交流電作為電源。
本粘度計附有第I、I、I等三種單元測定器，分別用于測定不同粘度范圍的流體，每單 元均附有相應的測定容器。測定容器內設有隔水套，可通恒溫水，以控制待測溶液保持恒溫。 待測溶液的溫度，可以用具有適當密封件的靈敏溫度計來測定。
收稿日期 1999—06—09
應該特別注意的是，本粘度計的測定精度，受所用交流電源的頻率精度的影響很大。如 果實際電源頻率不是50赫茲的標準頻率，就必須按下列修正公式求出待測流體的真實粘 度：
真實粘度=指示值粘度* [標準頻率(50HZ)/電源實際頻率]
表一三種典型纖維素溶液粘度實驗數(shù)據(jù)表粘度單位:毫帕斯卡*秒(mpa*s)
•〇0102030405060708090
0.4%蒸
餾
水甲基纖維素2. 051. 481. 181.081.041.010. 960. 920. 880. 84
羧甲基纖維素鈉21. 015. 412.19. 508.207. 206. 105. 605. 405. 10
羥乙基纖維素30. 121.819. 013.011.09. 108. 908.157. 506. 50
0. 8%蒸
餾
水甲基纖維素2. 221. 561. 281. 121.061. 020. 960. 940. 920. 90
羧甲基纖維素鈉45. 533.023. 018.014. 511.89. 808. 407. 506. 90
羥乙基纖維素67. 551. 041.028. 723. 820.217. 516.012.910.5
2. 0%蒸
餾
水甲基纖維素57. 537. 225. 117. 613. 810.88. 806. 505. 054. 80
羧甲基纖維素鈉29824119813891. 055. 536. 023. 518.314. 0
羥乙基纖維素24202270210019001690147012801080850730
0.4%30%
Nacl
溶液甲基纖維素3. 342. 471. 841. 501.281. 241. 171.151. 131. 12
羧甲基纖維素鈉9. 107. 205. 614. 203. 102. 302. 101. 751.651. 45
羥乙基纖維素41. 532. 025. 020. 014. 511.010. 59. 506. 504. 50
0-4%6%
CaC03
溶液甲基纖維素2. 241. 731. 341. 221. 171. 121. 071.020. 980. 93
羧甲基纖維素鈉4.823.813. 102. 201. 951. 701. 401.201.100. 91
羥乙基纖維素31. 524.019. 514. 511. 310. 18. 958.107. 105. 80
1- 3實驗操作
將待測流體小心地注入測定容器，直至液面達到錐形面下部邊緣。將轉筒懸掛于聯(lián)軸器 上。接通恒溫水，并控制待測流體的溫度保護恒定。啟動電動機，轉筒從開始晃動直到對準 中心時，轉筒將趨近恒速，指針趨于穩(wěn)定；當指針穩(wěn)定時，即可記錄所指示的粘度，同時記錄 所顯示的待測流體溫度和當時的電源頻率。
2實驗結果與討論
表一是實驗測得的甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素在不同溶劑、不同濃 度、不同溫度下的粘度數(shù)值結果。分析表一可以得出以下結論：
(1)在相同條件下，甲基纖維素溶液的粘度最小，竣甲基纖維素鈉溶液的粘度次之，羥乙 基纖維素溶液的粘度最大。
(2)就一定濃度的某一種纖維素溶液而言，其粘度隨溫度的升高而降低。羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素溶液粘度的實驗研究，當溶液溫度在 6〇r或7CTC以下時，其粘度受溫度變化的影響很大，溶液粘度隨溫度的降低而增大得十分 迅速。當溶液溫度在70^以上時，其粘度受溫度變化的影響很小，溶液粘度隨溫度的上升而 降低得相當緩慢。.
(3)就一定溫度的某一種纖維素溶液而言，其粘度隨濃度的增加而增大。
(4)就同一濃度同一溫度下的某一種纖維溶液而言，其粘度受無機鹽的影響。羧甲基纖 維素鈉的含無機鹽水溶液的粘度，比其不含無機鹽水溶液的粘度要小。而甲基纖維素和羥乙 基纖維素的含無機鹽水溶液的粘度，比其不含無機鹽水溶液的粘度要大。
由以上實驗規(guī)律可以看出:作為增稠劑，羧甲基纖維素鈉不宜在含有大量無機鹽的環(huán)境 下使用;而甲基纖維素和羥乙基纖維素，在含有無機鹽的環(huán)境下使用，效果更好。特別是羥乙 基纖維素，不僅在無機鹽水溶液中不降低其粘度，而且在高溫下仍然保持了相當大的粘度; 這一特點將使其在諸如石油鉆井等含鹽、髙溫環(huán)境條件下作為增稠劑使用方面，表現(xiàn)出其獨 特優(yōu)勢。
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