上海昌吉利用旋轉(zhuǎn)黏度計測試溶劑特性

導讀:本研究上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司采用旋轉(zhuǎn)黏度計，研究了聚氧化乙烯(PEO)的粒度、結(jié)晶度、溶解溫度、溶液濃度、溶液pH值對其在水中溶解速度的影響。

來源：未知發(fā)布日期：2019-07-26 10:47【大中小】

上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司了解到聚氧化乙烯(英文縮寫為PEO)是一種由環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合而成的、非離子型的聚合物，具有水溶性好、化學毒性低、能夠氧化降解等一系列優(yōu)點。PEO的結(jié)構(gòu)單元為［—CH2—CH2—O—］n，相對分子質(zhì)量可在10萬~600萬之間變化。目前，相對高分子質(zhì)量(～600萬)的PEO因具有良好的分散、絮凝等作用，在造紙領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用，國內(nèi)市場目前，有關(guān)高分子溶解速度方面的研究較少，也缺乏相關(guān)測試標準。能夠用于測試高分子材料(主要是聚丙烯酰胺)溶解速度的方法主要有目測法、電導率法以及黏度法。目測法主要依賴人眼觀察，實驗精度較差;電導率法通過檢測溶液電導率變化測試離子型高分子化合物的溶解過程，不適宜于非離子型聚合物的測試，如PEO。

相較而言，黏度法更適宜于PEO溶解速度的測試。在溶解過程中，PEO的分子鏈不斷解纏、不斷在水中擴散，因此溶液黏度不斷上升，直到高分子溶質(zhì)全部溶解，溶液黏度才能達到穩(wěn)定狀態(tài)。而從加入溶質(zhì)到溶液黏度達到穩(wěn)定值的這一段時間，即為溶解時間。本研究上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司采用旋轉(zhuǎn)黏度計，通過測試PEO在溶解過程的實時黏度，并以PEO溶液黏度達到穩(wěn)定值時作為PEO的溶解終點，衡量其溶解時間。通過凝膠滲透色譜(GPC)、激光粒度分析、差示掃描量熱法(DSC)、掃描電鏡(SEM)等分析PEO的主要性質(zhì)，進一步研究粒度分布、溶液pH值、溶解溫度、溶液濃度等因素對PEO溶解速度的影響，并進行溶解動力學學研究。

1溶劑pH值的影響
使用HCl和NaOH調(diào)節(jié)去離子水的pH值，然后取20~40目的PEO配置質(zhì)量分數(shù)為0.04%的水溶液。圖1所示為不同pH值下PEO的溶解時間和穩(wěn)定黏度。由圖1可以看出，在酸堿環(huán)境中，PEO的溶解時間均有一定程度的縮短，其中酸性環(huán)境更利于PEO的溶解。根據(jù)溶液黏度的變化情況可知，在酸性環(huán)境下，PEO的黏度具有一定的下降。這表明，在酸性環(huán)境中，PEO溶解時間縮短是由于PEO發(fā)生了部分降解所致。而在堿性環(huán)境中，PEO比較穩(wěn)定(黏度未明顯下降)，其溶解時間縮短很可能是因為NaOH對高分子鏈有一定的解纏活化作用。

圖1不同pH值下PEO的溶解時間及溶液黏度
2結(jié)論
選用旋轉(zhuǎn)黏度計測試聚氧化乙烯(PEO)的溶解時間，上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司研究了影響PEO溶解時間的主要因素。研究表明，粒度是影響PEO溶解時間的關(guān)鍵因素，受水分子在PEO顆粒中擴散速度的影響，大顆粒的PEO粉末，尤其是粒徑在600μm以上的顆粒更難溶解;而小顆粒PEO中由于含有較多的二氧化硅分散劑溶解時間較長。將PEO粉碎成40~60目的顆粒，可以將PEO的溶解時間縮短50%以上。在酸性環(huán)境中雖然利于PEO的溶解，但是降低了PEO溶液的黏度，與之相比，PEO在堿性中比較穩(wěn)定。上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司通過研究PEO的溶解動力學行為，發(fā)現(xiàn)PEO在水中的溶解屬于零級反應(yīng)，溶解速度與PEO濃度無關(guān)，溶解活化能較低，屬于易溶于水的聚合物。

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