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海藻酸鈉和黃原膠糊料粘彈性行為的研究

來(lái)源:印染在線 發(fā)布時(shí)間:2012年05月28日

從圖2(b)可以看出,剪切應(yīng)力在0~40Pa內(nèi),黃原膠的儲(chǔ)能模量G’遠(yuǎn)大于損耗模量G",損耗角遠(yuǎn)小于45°,且隨著剪切應(yīng)力的增加,黃原膠的G’、G"、幾乎穩(wěn)定不變,說(shuō)明此范圍內(nèi)黃原膠的粘彈性能很穩(wěn)定,其彈性遠(yuǎn)大于粘性,表現(xiàn)出很顯著的彈性行為.從黃原膠的分子結(jié)構(gòu)來(lái)看,它在水溶液中會(huì)形成多重螺旋體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使主鏈不易受到剪切應(yīng)力的破壞,保持黃原膠糊料的粘彈性能不受影響,同時(shí)在足夠高的用量(>1%)下,黃原膠水分散液呈現(xiàn)出弱凝膠性質(zhì)[13],表現(xiàn)出很好的彈性行為.剪切應(yīng)力在40~80Pa內(nèi),隨著剪切應(yīng)力的增加,黃原膠的G’逐漸降低至最小值,G"先逐漸增大至最大值(25 pa)再逐漸降低到最小值(2pa),8逐漸上升至最大值90°,說(shuō)明此范圍內(nèi)黃原膠的粘彈性能經(jīng)歷了由高彈性向高粘性的突變;其中剪切應(yīng)力達(dá)到某值(58Pa左右)時(shí),黃原膠的G’等于G"(G"達(dá)到最大值),等于45°,其彈性成分和粘性成分所占比例相同,此點(diǎn)是黃原膠由類(lèi)固態(tài)向類(lèi)液態(tài)轉(zhuǎn)變的突變點(diǎn).原因是當(dāng)剪切應(yīng)力增加到一定值后,隨著剪切應(yīng)力的增加,黃原膠鏈間通過(guò)螺旋鏈、鏈末端、無(wú)序鏈等纏結(jié)產(chǎn)生的暫態(tài)聯(lián)結(jié)逐漸被破壞,分子鏈沿剪切應(yīng)力方向迅速取向產(chǎn)生粘性流動(dòng)以損耗能量,因而黃原膠體系的粘性逐漸變大,彈性逐漸變小,漸漸向類(lèi)液態(tài)轉(zhuǎn)變.剪切應(yīng)力在80—100Pa內(nèi),黃原膠的G’、G"、幾乎不變,G’近乎0Pa,8近乎90°很接近液體的特征.

 

印花糊料3%(對(duì)漿料質(zhì)量)(下同)

圖2印花糊料的模量/損耗角一剪切應(yīng)力曲線

2.2.2復(fù)合粘度與剪切應(yīng)力的關(guān)系

印花糊料的復(fù)合粘度一剪切應(yīng)力曲線見(jiàn)圖3.

 

圖3印花糊料的復(fù)合粘度一剪切應(yīng)力曲線

從圖3可知,海藻酸鈉和黃原膠糊料在剪切應(yīng)力作用過(guò)程中,具有完全不同的粘度變化特征.受剪切應(yīng)力作用的海藻酸鈉糊料復(fù)合粘度比較穩(wěn)定,黃原膠糊料的復(fù)合粘度經(jīng)歷了一個(gè)突變區(qū).在高剪切應(yīng)力(>80Pa)下,海藻酸鈉仍具有較高的復(fù)合粘度(6.5Pa·s),而黃原膠的復(fù)合粘度變得很小(0.4Pa·s).

3結(jié)論

(1)與海藻酸鈉糊料相比,黃原膠糊料在低用量、低剪切速率下就具有高粘度,剪切變稀特征更為顯著.

(2)粘度相近的海藻酸鈉和黃原膠糊料在剪切應(yīng)力作用過(guò)程中,表現(xiàn)出完全不同的粘彈性行為.隨著剪切應(yīng)力的增加,海藻酸鈉的粘彈性能比較穩(wěn)定,損耗模量始終大于儲(chǔ)能模量,損耗角大于45°,主要表現(xiàn)出粘性行為,剪切應(yīng)力020Pa為海藻酸鈉糊料的線性粘彈區(qū)域.隨著剪切應(yīng)力的增加,黃原膠的粘彈性能經(jīng)歷了由高彈性向粘性轉(zhuǎn)變的突變區(qū),在突變之前其儲(chǔ)能模量大于損耗模量,損耗角小于45°,表現(xiàn)出很顯著的彈性行為.剪切應(yīng)力>80Pa時(shí),海藻酸鈉仍具有較大的粘性,而黃原膠則接近液體的行為.

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