黄原胶的黏度受到多种因素的影响,以下是具体介绍:
一、自身结构因素
分子质量:黄原胶分子质量越大,分子链越长,在溶液中分子间的相互作用越强,缠结程度越高,流体力学体积也越大,从而使黏度增加,例如,高相对分子质量的黄原胶在相同浓度下,比低相对分子质量的黄原胶溶液具有更高的黏度。
分子构象:黄原胶分子在溶液中存在螺旋结构和无规线团等构象。在一定条件下,分子从螺旋结构转变为无规线团结构时,分子链的柔性增加,分子间的相互作用和缠结情况发生变化,会导致黏度改变。一般来说,处于螺旋构象时,黄原胶的黏度相对较高。
二、外部环境因素
浓度:黄原胶溶液的黏度随浓度的增加而显著增大,这是因为随着浓度升高,黄原胶分子间的距离减小,分子间的相互作用增强,分子链之间的缠结程度增加,从而使溶液的内摩擦力增大,表现为黏度上升。
温度:温度对黄原胶黏度的影响具有一定的特殊性。在较低温度范围内,黄原胶溶液的黏度随温度升高略有下降,这是由于分子热运动加剧,分子间的相互作用减弱。但在一定温度范围内(如 25 - 75℃),黄原胶的黏度相对稳定。当温度超过一定值后,黏度会急剧下降,这是因为高温破坏了黄原胶的分子结构和构象。
pH 值:黄原胶在 pH 值为 4-10 的范围内,黏度相对稳定。当 pH 值小于 4 或大于 10 时,黏度可能会发生变化。在酸性条件下,可能会导致黄原胶分子中的某些基团发生质子化,影响分子的电荷分布和构象,从而使黏度下降;在强碱性条件下,可能会引起分子链的降解等反应,也会使黏度降低。
盐离子:适量的盐离子可以屏蔽黄原胶分子链上的电荷,减少分子链间的静电排斥作用,使分子链更易缠结,从而提高黏度,但当盐离子浓度过高时,会发生盐析作用,破坏其分子与水分子的结合,使它的溶解性降低,导致黏度下降。不同种类的盐离子对黄原胶黏度的影响也有所不同,一般来说,二价金属离子(如 Ca2⁺、Mg2⁺)比一价金属离子(如 Na⁺、K⁺)对黏度的影响更为显著。
剪切速率:黄原胶溶液具有假塑性,即其黏度随剪切速率的增加而降低。在低剪切速率下,黄原胶分子链相互缠结,溶液表现出较高的黏度;随着剪切速率的增加,分子链的缠结结构被逐渐破坏,分子链沿流动方向取向排列,溶液内摩擦力减小,黏度下降。当剪切速率去除后,分子链又会重新缠结,黏度恢复。
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