Page 35 - 精细化工2019年第8期
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第 8 期 邱日圆，等: 热缔合型阳离子纤维素的制备及性能 ·1523·
以 TACC-4 为代表，在 GTA 取代度为 0.32，
TACC-4 质量浓度为 20 g/L(由于在 15 g/L 的 TACC
水溶液中，即使加入低浓度盐溶液也会使 TACC 的
η max 迅速降低接近 η min ，使得曲线变化不明显，因此
选择 20 g/L 的 TACC 水溶液)，剪切速率为 200 s –1
的条件下，考察了 NaCl 浓度对 TACC 温敏增稠性
能的影响，结果如图 5 所示。
图 6 不同温度下 TACC-4 水溶液的黏度随剪切速率的变化
Fig. 6 Viscosity changes of TACC-4 aqueous solution with
the shear rate at different temperatures
3 结论
将疏水性正丁基缩水甘油醚与羟乙基纤维素反
应后，再与阳离子化试剂 2,3-环氧丙基三甲基氯化
图 5 不同 NaCl 浓度对 TACC-4 温敏增稠性能的影响 铵（GTA）反应，得到具有温敏增稠性能的 TACC。
Fig. 5 Viscosity changes of TACC-4 aqueous solution with 结果表明：HBPEC（MS BGE =1.78）中引入亲水性阳
NaCl concentration 离子基团后，具有明显的温敏增稠性能，且在实验
范围内，阳离子基团的取代度越高，温敏增稠能力
如图 5 所示，当 NaCl 浓度从 0 mol/L 提高至
越强；GTA 的取代度为 0.12 时（TACC-1），T max
0.020 mol/L 时，η max /η min 分别从 20.0 减小至 1.2，温
为 25 ℃，η max 为 13 mPa·s，η max /η min 为 1.5；当 GTA
敏增稠性能明显下降。产生这一现象的原因是：
取代度增大到 0.32 时（TACC-4），T max 增大到 40 ℃，
TACC 溶液中加入氯化钠，静电屏蔽效应增强，高
η max 为 54 mPa·s，η max /η min 可达 7.0。在 TACC 质量
分子链在水溶液中卷缩，从而导致 TACC 的黏度降 浓度≤10 g/L 时，TACC-4 的温敏增稠性不明显，而
低和温敏增稠性削弱 [24] 。当 NaCl 浓度从 0 mol/L 提
在 TACC 质量浓度≥15 g/L 时，有较显著的温敏增
高至 0.020 mol/L 时，T max 从 40 ℃降低至 18 ℃，
稠性，且浓度越大，温敏增稠性能越好。在 TACC
这是由于加盐的高分子水溶液中发生了盐析现象，
水溶液中加入氯化钠时，会导致 TACC 的黏度降低
疏水缔合能降低，使 TACC 更容易发生疏水缔合作用。
和温敏增稠性削弱。TACC 溶液具有明显的剪切变
2.2.4 剪切速率对 TACC 温敏增稠性能的影响
稀特性，但在较高温度和较低剪切速率下，表现出
以 TACC-4 为代表，在 GTA 取代度为 0.32、 相对较高的抗剪切能力。与 TACC-1、TACC-2 和
TACC 质量浓度为 15 g/L、不加 NaCl 的条件下，考 TACC-3 相比，TACC-4 具备了更优异的温敏增稠
察了不同温度下剪切速率对 TACC 温敏增稠性能的 性，其作为油田助剂在钻井、三次采油等领域具有
影响，结果如图 6 所示。 良好的应用前景。通过调控亲水-亲油平衡的方法，
由图 6 可知，18 ℃下，TACC 未表现出温敏增 制备其他多糖类热缔合型聚合物的研究工作正在进
稠现象；而 28 ℃下，TACC 的温敏增稠效果比较明 行中。
显，无论是在 18 ℃还是 28 ℃条件下，TACC-4 溶
参考文献：
液的黏度随剪切速率的增大均减小，表现出明显的
剪切变稀特性。与 18 ℃相比, 在 28 ℃下，因为疏 [1] Hourdet D, L'alloret F, Audebert R. Synthesis of thermoassociative
copolymers[J]. Polymer, 1997, 38(10): 2535-2547.
水缔合作用，使 TACC 表现出较高的黏度，尤其在 [2] Hourdet D, L'alloret F, Audebert R. Reversible thermothickening of
低剪切速率下，TACC 水溶液黏度表现出较高的抗 aqueous polymer solutions[J]. Polymer, 1994, 35(12): 2624-2630.
[3] Durand A, Hourdet D. Thermoassociative graft copolymers based on
剪切能力。但在高剪切速率下，TACC 水溶液黏度下 poly (N-isopropylacrylamide): Relation between the chemical structure
降程度较大，即高温时 TACC 表现出更为明显的剪 and the rheological properties[J]. Macromolecular Chemistry and
Physics, 2000, 201(8): 858-868.
切速率敏感性。这是因为疏水缔合形成的物理交联网 [4] Durand A, Hourdet D. Thermoassociative graft copolymers based on
较弱，在较大外加剪切应力条件下，网络结构被破坏， poly (N-isopropylacrylamide): effect of added co-solutes on the
rheological behavior[J]. Polymer, 2000, 41(2): 545-557.
使得 TACC 水溶液黏度显著降低 [25-27] 。 [5] Tardajos M G, Cama G, Dash M, et al. Chitosan functionalized
