瓜爾膠的應(yīng)用

時(shí)間：2020-08-07作者：廣州科瓏化工有限公司瀏覽：185

      瓜爾豆膠的流變性質(zhì)

      瓜爾豆膠是一種優(yōu)良、高效的水溶性增稠劑。當(dāng)加熱時(shí)，瓜爾豆膠液會(huì)可逆地變?。涣硗?，當(dāng)升高的溫度被保持時(shí)，瓜爾豆膠溶液又會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不可逆地降解。不過(guò)，瓜爾豆膠的某些羥烷基衍生物，在相當(dāng)大的程度上，可以阻止“因長(zhǎng)時(shí)間受高溫而帶來(lái)的不可逆降解現(xiàn)象”的發(fā)生，下面重點(diǎn)從黏度和切變力效應(yīng)2個(gè)方面來(lái)講述瓜爾豆膠的流變性質(zhì)。

    　一、黏度：瓜爾豆膠是中性多糖，相對(duì)分子質(zhì)量約20～30萬(wàn)，在冷水中就能充分水化，水化的時(shí)間一般需要兩個(gè)小時(shí)。1％的瓜爾豆膠溶液的黏度為3．5～6．0pa·s，且黏度與粒徑、制備條件和溫度等有十分密切的關(guān)系。瓜爾豆膠溶液的黏度隨膠粒直徑的減少而增加。瓜爾豆膠水化的速率會(huì)隨溫度的上升而加快，如果溶液溫度維持在85℃，只需要10分鐘，瓜爾豆膠即可充分水化，溶液的黏度也將達(dá)到較大值。但是，如果長(zhǎng)時(shí)間對(duì)瓜爾豆膠溶液進(jìn)行高溫加熱，會(huì)使瓜爾豆膠降解，并使瓜爾豆膠溶液的黏度下降。

    　**的瓜爾豆膠溶液的酸堿度為中性；而經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的瓜爾豆膠水溶液的ph值會(huì)有所變化。瓜爾豆膠水溶液的ph值在8～9時(shí)，可達(dá)較快的水化速率；當(dāng)溶液的ph值大于10或小于4時(shí)，瓜爾豆膠的水化速度則會(huì)變得很慢。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該等瓜爾豆膠充分水化后，再調(diào)節(jié)溶液的ph值。另外，當(dāng)溶液中含有蔗糖等其他強(qiáng)親水性物質(zhì)時(shí)，瓜爾豆膠的水化速率也會(huì)下降，所以，在應(yīng)用時(shí)，也須等瓜爾豆膠充分水化后，再加入蔗糖等親水性物質(zhì)。測(cè)度表明，0．5％以上的瓜爾豆膠溶液呈非牛頓流體的假塑性流體特性，具有攪稀性能。ph值在3．5～10范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)瓜爾豆膠溶液的性狀的影響并不明顯。ph值在6～8范圍內(nèi)，瓜爾豆膠溶液的黏度可以達(dá)到較大值。

    　瓜爾豆膠具有良好的無(wú)機(jī)鹽類兼容性能，耐受一價(jià)金屬鹽和食鹽等的濃度可達(dá)60％；但高價(jià)金屬離子，會(huì)使瓜爾豆膠的濃解度下降。在控制溶液ph值的情況下，瓜爾豆膠與交聯(lián)劑和硼酸鹽、金屬離子等反應(yīng)，可生成稍帶彈性的黏稠狀物質(zhì)。瓜爾豆膠還能形成具有一定強(qiáng)度的水溶性薄膜。

    　瓜爾豆膠是一種直鏈大分子物質(zhì)，直鏈上的羥基可與某些親水性膠體及淀粉形成氫鍵。瓜爾豆膠與小麥淀粉的混合水溶液，加熱之后，可以**較高的黏度。瓜爾豆膠與黃原膠具有協(xié)同增黏作用，但與卡拉膠則沒(méi)有協(xié)同作用。

    　切變力效應(yīng)。在通常使用的濃度下，瓜爾豆膠溶液的塑變值幾乎為零。也就是說(shuō)，當(dāng)使用輕微的切變力時(shí)，瓜爾豆膠溶液便會(huì)開(kāi)始流動(dòng)。瓜爾豆膠溶液的表現(xiàn)黏度，會(huì)隨著切變速度的增加而明顯下降，并達(dá)到一個(gè)較低極限值。

    　瓜爾豆膠的分子結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)很高的切變速度，發(fā)生不可逆的降解。例如，將瓜爾豆膠溶液從一個(gè)罐傳送到另外一個(gè)罐時(shí)，在高速泵的驅(qū)動(dòng)下，便可發(fā)生不可逆的降解。這樣的分子結(jié)構(gòu)的破壞，與切變力的等級(jí)和切變力作用的時(shí)間有關(guān)，在一定的切變速度下，被降解的溶液黏度會(huì)逐漸降低。這種性質(zhì)也表現(xiàn)在它們的黏度一切變速度曲線形狀的改變方面，曲線變平，則表明瓜爾豆膠溶液缺乏假塑性，而且形狀趨向于牛頓液體線性特性曲線。

    　研究表明，混合醚衍生物羧甲基羥丙基瓜爾豆膠具有特殊意義的切變力特性曲線的變化。這種衍生物在懸浮液中收容不溶性質(zhì)點(diǎn)的能力比瓜爾豆膠及其他衍生物的能力較強(qiáng)。在很低的切變速度下，一個(gè)典型的顆粒在重力作用下自由下落，瓜爾豆膠的混合醚衍生物呈現(xiàn)非常高的表現(xiàn)黏度。

    　較低的黏度、較低的相對(duì)分子質(zhì)量的瓜爾豆膠和瓜爾豆膠衍生物，比高黏度、高相對(duì)分子質(zhì)量的瓜爾豆膠及其衍生物來(lái)說(shuō)，具有較低的假塑性，并且較加符合牛頓流體定律。

    

    　瓜爾豆膠的反應(yīng)活性

    　瓜爾豆膠是一種**高聚物，構(gòu)成這種高聚物的環(huán)狀中性糖的結(jié)構(gòu)中含有許多羥基（每個(gè)糖單體平均含有三個(gè)羥基）。瓜爾豆膠與其他物質(zhì)的種種反應(yīng)，可以用這些羥基的位置和數(shù)目加以解釋。

    　一、衍生反應(yīng)。瓜爾豆膠通過(guò)羥基官能團(tuán)，容易進(jìn)行醚化和酯化反應(yīng)。這些反應(yīng)包括：與單氯醋酸進(jìn)行的羧甲基化反應(yīng)，與乙烯或丙烯環(huán)氧化物進(jìn)行的羥烷基化反應(yīng)，與許多含有環(huán)氧基或活潑氯的季銨進(jìn)行的季銨化反應(yīng)。

    　當(dāng)瓜爾豆膠分子與上述這些試劑反應(yīng)，產(chǎn)生取代基時(shí)，其性質(zhì)會(huì)發(fā)生明顯的變化，變化的程度與試劑的類型、數(shù)量和反應(yīng)條件等因素都有關(guān)系。

    　荷電基團(tuán)與瓜爾豆膠分子相結(jié)合，較易引起瓜爾豆膠性質(zhì)的改變。例如，陰離子基團(tuán)（羧甲基反應(yīng)）和陽(yáng)離子基團(tuán)（季銨化反應(yīng)）改變了瓜爾豆膠分子與無(wú)機(jī)鹽，水合的礦物質(zhì)和纖維素的表面、**染料的反應(yīng)方式。企業(yè)根據(jù)這些變化規(guī)律，可以開(kāi)發(fā)出不同的產(chǎn)品，以充分發(fā)揮瓜爾豆膠的作用。根據(jù)生產(chǎn)需要，可以加強(qiáng)或減弱吸附作用的速率和程度，提高或降低絮凝作用，使凝膠化變得較加容易，并改善配伍狀況。羧甲基化反應(yīng)，由于能夠溶解某些由工業(yè)加工過(guò)程帶來(lái)的雜質(zhì)，因而具有改善瓜爾豆膠溶液澄清度的效果。

    　羥烷速化反應(yīng)，能夠大大促進(jìn)瓜爾豆膠在“與水可混溶的溶劑”中的溶解度和配伍性。例如，在乙醇溶液中，瓜爾豆膠衍生物溶解度的增加，就是衍生反應(yīng)的結(jié)果。

    　通過(guò)羥烷基化反應(yīng)，可改善瓜爾豆膠與電解質(zhì)的配伍性。例如，瓜爾豆膠的某些衍生物與一些種類的二、三價(jià)金屬鹽溶液的稠度，比對(duì)照組要高出許多。在這種溶液中，瓜爾豆膠將不與水發(fā)生水合反應(yīng)。


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