皂基洁面乳热流变性研究

研究了皂基洁面乳出料时、灌装前及灌装后3个阶段的流变学性质(包括流动曲线、剪切触变性和黏弹性),结果表明,该皂基洁面乳是具有剪切变稀性质的黏弹-触变性流体。进一步研究了皂基洁面乳的热流变性,获得升温过程黏温曲线和复模量随升温和降温过程变化曲线。结果表明,在5~40℃之间,体系黏度随温度升高而下降;在40~50℃之间,体系黏度随温度升高而增大;在50~80℃之间,体系黏度随温度升高而下降。复模量随温度变化曲线表明,体系复模量的升温曲线和降温曲线不重合,具有显著的热触变性,40℃是该皂基洁面乳结构变化的转折点。     

氨基酸型/甜菜碱型表面活性剂黏弹性胶束体系研究

以氨基酸型表面活性剂月桂酰基肌氨酸钠(LS)和两性表面活性剂椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱(CHSB)复配得到了黏弹性胶束体系。考察了CHSB与LS的质量比、pH和NaCl添加量对体系黏度的影响;比较了不同条件下体系的流变性能。结果表明,在pH=5.1和m(CHSB)∶m(LS)=8∶4时体系的黏度达到最大24 500 mPa·s,触变环面积显著增大;NaCl质量分数低于4.0%时,添加NaCl对体系有增黏效果;质量比、pH和NaCl含量的改变可增大胶束体系的弹性模量和黏性模量十几倍;证明黏弹性胶束体系具有明显的剪切变稀性,流动曲线可用非线性共转Jeffreys模型表征。     

压裂用疏水缔合聚合物溶液性质及减阻性能研究

摘要：以一种功能性疏水单体与丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为原料,合成了一种疏水缔合聚合物HAWP-18。采用流变仪考察了疏水缔合聚合物HAWP-18的耐剪切性能、黏弹性及触变性,结果表明,HAWP-18属于假塑性流体,临界缔合浓度为2.31g/L,表现出较强的耐剪切性能;黏弹性测试表明,HAWP-18是典型的黏弹性结构流体,具有较宽的线性黏弹区,该体系的储能模量G''大于损耗模量G'',并且黏度越大,弹性特征越强;采用稳态剪切测试研究了不同质量浓度HAWP-18的剪切应力与剪切速率的关系,HAWP-18具有触变性,并且触变性随质量浓度增大而增强;使用自制摩阻测试仪测定了不同质量浓度HAWP-1的减阻性能,结果表明,HAWP-18减阻率随质量浓度的增加先上升后降低。HAWP-18的耐剪切性及其良好的黏弹性、触变性和减阻性能为其应用于压裂液提供了实验支撑。     

压裂用疏水缔合聚合物溶液性质及减阻性能

以功能性疏水单体甲基丙烯酸长链酯与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,合成了疏水缔合聚合物HAWP-18。采用流变仪考察了HAWP-18的耐剪切性能、黏弹性及触变性。结果表明:HAWP-18属于假塑性流体,临界缔合质量浓度为2.31 g/L,随着剪切速率增加,HAWP-18的表观黏度缓慢下降后不变,剪切速率降低后,表观黏度可再度恢复,表现出较强的耐剪切性能;黏弹性测试表明:HAWP-18是典型的黏弹性结构流体,具有较宽的线性黏弹区,该体系的储能模量G'大于损耗模量G″,并且黏度越大,弹性特征越强。采用稳态剪切测试考察了不同质量浓度HAWP-18的剪切应力与剪切速率的关系,结果表明:HAWP-18具有触变性,并且触变性随质量浓度增大而增强。使用自制摩阻测试仪测定了不同质量浓度HAWP-18的减阻性能,结果表明:HAWP-18减阻率随质量浓度的增加先上升后降低。     

Gemini表面活性剂黏弹性流体的流变性研究

C16-4-C16阳离子Gemini表面活性剂在NaCl和NaSal两种盐的作用下,可以形成蠕虫状胶束的黏弹性流体。采用流变仪研究了浓度、温度、剪切速率、剪切时间等因素对该流体黏度的影响,结果表明,2wt%的C16-4-C16流体在120℃下的零剪切黏度仍可达60mPa·s以上,而在80℃、170s~(-1)下剪切2 h黏度维持160mPa·s基本不变,说明该流体具有较强的耐温耐剪切性。触变实验的结果清楚地显示出该流体在不同的剪切作用下,蠕虫状胶束的形成与破坏是个可逆的过程。蠕虫状胶束间相互缠绕形成的网络结构,使流体具备了优异的黏弹性,高频有利于胶束储存能量,展现弹性形变;随着温度的升高,体系由弹性为主逐渐转变成了黏性较高的黏弹体,在60℃下黏性和弹性相当,展现了理想的Maxwell黏弹性流体的行为。     

三山嵛精的流变改性能力研究

借助流变学手段研究了三山嵛精的流变改性能力。通过表观黏度随剪切速率变化的流动曲线、触变性以及黏弹性等测试,考察了三山嵛精对油凝胶体系流变特性的影响,建立了油凝胶体系的流变特性分析方法。结果表明,该系列油凝胶是一类具备触变性的黏弹-假塑性流体,符合幂律方程模型。在实验添加量范围内,增加三山嵛精可有效提高油凝胶体系的假塑性程度和触变性,同时加强体系的内部凝胶网络结构。利用上述流变分析方法,通过考察三山嵛精对口红膏体流变特性的影响发现,三山嵛精可在不影响涂抹顺滑感的情况下明显提升质地较软的口红膏体的结构强度,从而提高稳定性。     

具有高温流变学稳定的VES压裂液性能的分析研究

针对目前黏弹性表面活性剂压裂液耐温性不足、成本高的缺点,研制了双子阳离子表面活性剂FL-25,并以其作为稠化剂配制成压裂液.FL-25无须添加任何有机或无机盐,便可在水中形成黏弹性流体.对新型双子阳离子表面活性剂的流变性质和热稳定性进行实验研究.结果表明:F-25溶液具有较好的稳定性、黏弹性、触变性和抗剪切性.在温度为110℃、剪切速率为170 s?1时,剪切90 min黏度保持在69 mPa·s,表现出良好的耐高温性能.     

低电荷密度聚丙烯酰胺水分散体的触变性研究

从流变学的角度,利用静态剪切法对低电荷密度聚丙烯酰胺（D-amPAM）水分散体触变性进行了研究.考察了分散稳定剂浓度、分散稳定剂黏均分子量、共聚物单体浓度以及硫酸铵浓度对D-amPAM体系触变性以及触变强度的影响.结果表明,随分散稳定剂浓度的增加,体系的触变性越来越明显,触变强度越来越大;随分散稳定剂黏均分子量的增加,体系的静态剪切黏度及触变强度先增加后减小;共聚物单体浓度越大,体系的触变形态越稳定单一,触变强度以及静态剪切黏度越大;不同硫酸铵浓度下制取的分散体系触变性及触变强度变化较大.     

聚丙烯酸酯包覆铃兰醛纳米胶囊的流变性研究

对聚丙烯酸酯包覆铃兰醛缓释香精体系的流变特性进行研究。动态测试结果表明,随着固含量、香精用量和测试温度的提高,体系的黏弹性能会减弱;而随着乳化剂用量及引发剂用量增加,体系的动态模量随之增强。稳态测试结果表明,随着剪切速率的增大,体系的表观黏度随之下降,体系呈现出假塑性流体剪切变稀的流变特征;随着固含量、乳化剂用量、引发剂用量的增大,体系的表观黏度上升,而香精用量及测试温度提高会导致体系的表观黏度下降。     

十六烷基三甲基溴化铵/油酸钠混合体系蠕虫状胶束流变性研究

阴、阳离子表面活性剂之间强烈的相互作用利于形成自由弯曲的蠕虫状胶束。本文利用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子表面活性剂油酸钠(NaO A)制备了CTAB/NaO A蠕虫状胶束,研究了两表面活性剂的混合比和表面活性剂总浓度的变化对蠕虫状胶束体系稳态流变性及动态黏弹性的影响。结果表明,蠕虫状胶束在剪切过程中的解缠、拟网状结构的破坏以及最终沿剪切速度方向取向等是蠕虫状胶束产生剪切稀释特性的原因。两表面活性剂的混合比和表面活性剂总浓度的变化导致表面活性剂之间的静电作用、疏水作用发生较大的变化,最终引起体系内部表面活性剂聚集体形态的差异。体系内蠕虫状胶束长度、体系结构复杂程度、蠕虫状胶束形成的网络结构的致密度等都影响着体系的流变行为。在混合比R=3.6、总浓度cT=0.24 mol/L时,体系中蠕虫状胶束最长,网络结构最为紧密,体系的零剪切黏度达到最大值。表面活性剂浓度一定时,混合比的提高有助于蠕虫状胶束的定向生长,弛豫时间τR和储能模量高频区平台模量G0提高,R=3.6时两者皆达到极大值,此后由于蠕虫状胶束的分枝化及(或)胶束破裂导致τR及G0下降。在表面活性剂混合比一定(R=3.6)时,表面活性剂浓度的提高利于蠕虫状胶束的增长或者分枝化,增加了胶束网络结构缠绕(融合)点的密度,导致G0逐渐增大。Cole-Cole图证实本文研究的蠕虫状胶束体系是符合Maxwell模型的线性黏弹性流体。     

一种反应型触变剂的触变性及应用研究

触变性是指在一定的温度下流体的黏度随剪切时间而变化的行为,触变剂是加入体系中引起材料产生触变性的助剂。该文使用一种伯胺封端的聚酰胺作为聚氨酯灌浆料的反应型触变剂,研究了该反应型触变剂在体系中的触变性,并将灌浆料应用于煤矿巷道支护过程中的锚杆锚固工程。反应型触变剂的提出解决了低黏度灌浆材料触变性问题,在不牺牲材料灌注性的情况下,赋予其优异的触变性。     

两性与氨基酸型阴离子表面活性剂形成自增稠体系的性质研究

通过调节质量比和p H,获得了由两性表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱(CAPB)和氨基酸型阴离子表面活性剂月桂酰基肌氨酸钠(LS)复配的黏弹性胶束体系(自增稠体系)。通过低温冷冻透射电镜(Cryo-TEM)表征,确认了蠕虫状胶束结构。分析了Na Cl含量对体系黏度的影响;着重考察了黏弹性体系的黏温性和发泡性。结果表明,Na Cl含量(w0.5%时)对该体系黏度影响较小,体系黏度的建立主要来自于质量比和体系p H;该体系在高温(40℃)时黏度降低,在低温(5℃)时黏度升高;当p H降低时,体系发泡性能变差。利用调节质量比和p H的方法,同时也能获得一系列氨基酸型阴离子表面活性剂和两性表面活性剂复配形成的自增稠体系,该方法具有一定的通用性。     

一种氧化胺表面活性剂pH响应蠕虫状胶束流变行为研究

利用流变学方法研究了不同pH条件下两性表面活性剂α-羧基十三烷基二甲基氧化胺(CTAO)在水溶液中的聚集行为。实验结果表明,在温度25~60℃区间内,浓度范围为55~125 mmol/L,溶液pH=6.0~6.7时,无需任何添加剂CTAO水溶液即可形成蠕虫状胶束,其流变行为符合Maxwell模型,零剪切黏度最高可达26.5 Pa·s。在溶液pH7的条件下,分子在溶液中的存在形式发生改变,分子间作用的斥力增加,蠕虫状胶束转变为球状胶束,其黏度接近于水,零剪切黏度约是pH=6.2时的1/4 000。该pH响应蠕虫状胶束体系仅由CTAO溶于水形成,其相变pH范围窄,具有制备容易、体系简单、流变性能变化显著的特点。     

最大叶片式桨在假塑性流体中的搅拌流场模拟

为研究最大叶片式桨在高黏假塑性流体中的搅拌流动行为,以黄原胶溶液为研究体系,采用计算流体力学方法重点研究了釜内流体的功耗特性、速率分布、剪切速率、表观黏度分布和总体流动状况。结果表明:最大叶片式桨具有与大多数径流桨相似的"双循环"流型结构,且预测的功耗特性与实验数据一致性良好。最大叶片式桨适用于高黏假塑性流体的混合,而对于高黏牛顿流体的混合则效果不佳。釜内的剪切速率分布较宽泛,且受转速影响较大。转速可作为该桨改善黄原胶体系混合效率的重要参数之一。     

新型拟双子表面活性剂构筑的蠕虫状胶束及其pH和温度响应行为（英文）

将短链二元酸(丁二酸(SA)、戊二酸(GA)、己二酸(AA))和长链N-(3-(二甲基氨基)丙基)硬脂酰胺(C18N3N)以1∶2的摩尔比混合,通过静电相互作用,构筑了三种新型的拟双子表面活性剂。该过程无需复杂的合成。通过表面张力仪和流变仪测试了该系列表面活性剂的表面活性和流变性能。结果发现,2C18N3N/GA拟双子表面活性剂的cmc为4.60×10^-5 mol/L,该值远低于传统双子表面活性剂,说明构筑的拟双子表面活性剂2C18N3N/GA具有很强的胶束聚集能力,2C18N3N/SA和2C18N3N/AA体系也具有类似的特征。在浓度超过50 mmol/L时,该系列表面活性剂可形成蠕虫状胶束,溶液表现出黏弹行为,且黏弹溶液具有较好的耐温耐剪切性能。还考查了上述黏弹溶液的pH和温度响应性,发现体系pH为6.1时,溶液黏度很高,pH为4.0或9.3时,黏度下降。随着温度的升高,体系的黏度也会迅速增加。在60℃时,该体系的零剪切黏度可高达11 967.73 Pa·s。该表面活性剂制备简单,性能优良,拓展了新型表面活性剂的制备方法和应用范围。     

羟乙基纤维素和γ-聚谷氨酸混合体系的流变行为及协同机理

通过考察羟乙基纤维素（HEC）和γ-聚谷氨酸（γ-PGA）混合体系的表观黏度、流动曲线、黏弹性、黏温曲线等流变学性质,系统研究了该混合体系的流变行为,同时表征了羟乙基纤维素和γ-聚谷氨酸混合体系的微观结构。实验结果表明,固定HEC和γ-PGA总质量分数为1.2%的条件下,HEC和γ-PGA以不同的质量比混合后都有协同增黏的效果,HEC和γ-PGA质量比为2∶1时的协同增黏效果最明显。单一HEC体系、单一γ-PGA体系和HEC/γ-PGA混合体系均为剪切变稀的流体,其流动曲线可用Cross本构方程进行拟合,相关相关系数（R）均大于0.999。对比单一的HEC和γ-PGA体系,HEC/γ-PGA混合体系的线性黏弹区范围增加,即HEC/γ-PGA混合体系整体抗应变能力增强。在频率扫描中,HEC和γ-PGA混合后弹性模量（G’）和黏性模量（G’’）的交点向低频方向移动,说明混合体系比单一体系的弹性更加显著。同时,随着温度的升高,单一HEC和γ-PGA体系、HEC/γ-PGA混合体系的表观黏度都呈现不同程度下降,它们的黏温曲线都可以用Arrhenius方程较好地拟合,相关系数都大于0.996。且...     

长支链型高熔体强度聚丙烯流变性能的研究——剪切流变

通过辐照法制备了长支链型高熔体强度聚丙烯（LCB-HMSPP），采用高级流变扩展系统（ARES）表征了其熔体黏弹性，采用毛细管流变仪研究了其在高剪切速率下的流变行为。讨论了敏化剂用量、超高相对分子质量聚乙烯（PE-UHMW）对PP熔体黏弹性、流动曲线和黏流活化能的影响。动态剪切流变数据表明，辐照改性制备的LCBHMSPP具有较好的熔体黏弹性，并且其熔体弹性随敏化剂用量的增加而增强，表现在低频端剪切储能模量明显提高，内耗正切变小，零切黏度增大，特征松弛时间变长；辐照过程中添加极少量PE-UHMW也可提高PP的熔体黏弹性。静态毛细管剪切流变测试表明，线形PP和长支链PP的流动曲线较相似，LCB-HMSPP的黏流活化能较线形PP有显著提高，其剪切黏度具有较高的温度敏感性。     

一种广义牛顿流体的广义黏度模型

针对广义牛顿流体提出一种了具有普遍意义的广义黏度模型,该模型以应力张量和应变速率张量的不变量表示,并根据应变速率张量的第二、第三不变量相互独立性,使该模型不但满足黏度的惟一性,还符合剪切变稀及各种拉伸形态的黏度模型,并能够应用于既有剪切又有拉伸的一般复合流动。当模型用于简单稳态的剪切流动或稳态拉伸流动时,则得到各自的剪切黏度或拉伸黏度,并与目前定义的剪切黏度和拉伸黏度一致。因此,对广义牛顿流体所有形态的流动,该黏度模型都适用。     

十六烷基三甲基氯化铵和水杨酸钠胶束水溶液的黏度特性

研究了工业级十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)与水杨酸钠(NaSal)在乙二醇-水中形成胶束水溶液的黏度特性.分别考察了CTAC和NaSal浓度、乙二醇体积分数以及温度对形成胶束水溶液黏度规律的影响.结果表明,在乙二醇-水介质中,在一定NaSal浓度下,随CTAC质量浓度增大,胶束溶液的相对黏度将提高并出现最大值.乙二醇可弱化胶束结构强度,胶束溶液黏度随乙二醇含量的增加而降低.乙二醇体积分数低于15%时可形成黏度较大具有黏弹性的胶束体系;当乙二醇体积分数达到20%时,胶束水溶液黏度接近于溶剂黏度.在298 K～333 K内,CTAC与NaSal胶束溶液的黏度随温度升高而降低.     

一种含羟丙基的阳离子表面活性剂的流变性能

用稳态和动态剪切流变学方法测定了3-十四烷氧基-2-羟丙基三甲基溴化铵(R14HTAB)水溶液的流变特性。结果表明,R14HTAB溶液的自组装结构在测定的浓度范围内经历了3次结构转变,从球形胶束到棒状胶束再到黏弹性的蠕虫状胶束,最后转变为六角状溶致液晶;在R14HTAB浓度超过360 mmol/kg以后为球形到棒状胶束的转变;交缠浓度约为500 mmol/kg,零剪切黏度(η0)与R14HTAB浓度(C)之间遵循指数关系,η0∝C5.7。用冷冻蚀刻电镜进一步证实了胶束的微观结构。稳态和动态黏度实验中Cox-Merz规律的偏离主要来自于氢键的形成。