Page 228 - 《精细化工》2020年第12期

·2590· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

度更大。随着剪切速率的增大，所有溶液都表现出
了相同的性质，即溶液黏度先不发生变化后显著下
降。这是由于在低剪切速率下，溶液中的黄原胶以
及与样品 P-1.0%形成微交联结构的黄原胶分子构象
基本不随剪切力改变，高分子链之间的缠结以及动
态硼酸酯键在较低剪切速率基本不被破坏。在高剪
切速率下，溶液中部分黄原胶分子在受到高的剪切
力作用时，分子链由相互缠结的无序结构变为沿剪
切力场方向取向，体系中分子的有序性增加，表现

出剪切变稀的现象。在复配体系中，由于微交联结 图 6 不同复配体系在 65 ℃下的抗老化性
构的存在，使其对于剪切力的抗性增强，分子链由 Fig. 6 Aging resistance properties of different composite
无序分布转化为有序分布更为困难，因此，在剪切 systems at 65 ℃

力作用下表现出更高的黏度。 由图 6 可知，随着时间的延长，所有溶液的黏
黄原胶与样品 P-1.0%复配体系的黏弹性测试如 度均逐渐下降。在老化降解过程中，溶液黏度的下
图 5 所示。 降源于黄原胶在溶液中分子结构的断裂与破坏，但

相比于单纯的黄原胶溶液，复配体系的黏度下降较
为缓慢，这是由于硼酸基团与黄原胶的结构单元间
形成了动态硼酸酯键，在黄原胶主体结构被破坏的
情况下，由于苯硼酸共聚物的连接作用而有效地延
缓了复配体系的失黏速度。说明苯硼酸共聚物在改
善黄原胶黏度性质的同时，也明显地改善了黄原胶
的抗老化降解能力。
2.2.4 复配体系在矿化水中的抗老化性
为探究盐分对复配体系的黏度以及抗老化性能

的影响，即其在实际应用矿化度条件下体系的稳定
图 5 复配体系的弹性模量（G′）和黏性模量（G″）随频 性，在 65℃下，黄原胶水溶液（2.0 g/L）与不同质
率的变化曲线 量浓度的样品 P-1.0%复配体系在矿化度为 8073 mg/L
Fig. 5 Change curves of elastic modulus (G′) and viscous
modulus (G″) of composite systems with frequency 的矿化水中老化过程中的黏度变化，见图 7。

由图 5 可知，在测试的频率范围内，所有溶液
的弹性模量（G′）和黏性模量（G″）均随频率的增
加而增大。对于黄原胶溶液，在低频范围内，G″>G′，
其性质主要以黏性为主；在高频范围内，G′>G″，其
性质主要以弹性为主，G′与 G″的交点出现在 0.07 Hz
处。而对于黄原胶与共聚物 P-1.0%复配体系，相比
于单纯的黄原胶溶液，其 G″与 G′均有大幅度的增
加，其中 G′增加幅度更为明显，这是由于黄原胶与
苯硼酸共聚物通过动态硼酸酯键形成微交联结构，

使其具有了部分凝胶性质。且在复配体系中，共聚 图 7 不同复配体系在矿化水中的抗老化性
物 P-1.0%用量较大时，G′始终大于 G″，且在测试的 Fig. 7 Aging resistance properties of different composite
systems in mineralized water
频率范围内没有交点，证明体系有更强的空间网格
结构形成，其凝胶特性更为明显。但复配体系的 G′ 由图 7 可知，与纯水中老化过程相同，随着时
值始终很低，说明所有溶液始终处于溶液状态。 间的延长，所有溶液的黏度均逐渐下降。但在矿化
2.2.3 复配体系在纯水中的抗老化性 水中复配体系的增黏效果比在纯水中更强，黄原胶
在 65℃下，对质量浓度为 2.0 g/L 黄原胶水溶 的黏度由 165.2 mPa·s 增至 258.3 mPa·s（样品 P-1.0%
液与不同质量浓度的样品 P-1.0%复配体系的抗老化 质量浓度为 600 mg/L），黏度增加率高达 56.4%，而
性进行了测试，见图 6。 相同条件下纯水中黏度增加率达 43.7%（图 3）。这