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黃原膠是世界上性能較好的生物膠,集增稠、懸浮、乳化、穩定于一體。黃原膠的分子側鏈末端含有丙酮酸基團,對其性能影響很大。黃原膠具有長鏈聚合物的一般性能,但它比普通聚合物含有更多的官能團,在特定條件下表現出獨特的性能。它在水溶液中有多種形象,在不同的條件下表現出不同的特性。
1、懸浮乳化:黃原膠對不溶性固體和油滴有良好的懸浮效果。黃原膠溶膠分子可形成超組合螺旋共聚體,形成類似膠的脆弱網狀結構,支持固體顆粒、液滴和氣泡的形狀,具有較強的乳化穩定性和較高的懸浮能力。
2.良好的水溶性:黃原膠能迅速溶解在水中,具有良好的水溶性。它也可以溶解在冷水中,節省了復雜的加工工藝,使用方便。但由于親水性強,如果直接加水攪拌不足,外層吸水膨脹成膠團,會防止水進入內層,影響作用的發揮。因此,我們必須注意正確使用它。將黃原干粉或與鹽、糖等干粉配件混合,慢慢加入攪拌好的水喂養,制成溶液。
3.增稠性:黃原膠溶液具有濃度低、粘度高的特點(1%水溶液的粘度相當于明膠的100倍),是一種高效的增稠劑。
4、假塑性:黃原膠溶液在靜態或低剪切作用下粘度高,高剪切作用下粘度急劇下降,但分子結構不變。當剪切力消除時,原始粘度會立即恢復。剪切力和粘度之間的關系是完全可塑的。黃原膠的假塑性非常突出,對穩定懸浮液和乳濁液非常有效。
5.熱穩定性:黃原膠溶液的粘度不會隨溫度而變化很大。一般來說,多糖會因加熱而變化,但黃原膠的水溶液粘度在10-80℃之間幾乎沒有變化,即使低濃度的水溶液在廣闊的溫度范圍內仍然顯示出穩定的高粘度。1%黃原膠溶液(含1%氯化鉀)從25%加熱到120℃,粘度僅降低3%。
6.酸堿穩定性:黃原膠溶液對酸堿非常穩定。PH的粘度在5-10之間不受影響。PH的粘度在小于4和大于11時略有變化。在3-11范圍內,PH在3-11范圍內相差不到10%。黃原膠可溶于多種酸溶液,如5%硫酸、5%硝酸、5%乙酸、10%鹽酸和25%磷酸。這些黃原膠酸溶液在室溫下相當穩定,幾個月后零件的質量不會改變。黃原膠也可溶于氫氧化鈉溶液,具有增稠特性.在室溫下形成的溶液非常穩定。隨著溫度的升高,過氯酸、過硫酸等強氧化劑可降解黃原膠,降解速度加快。
7、鹽的穩定性:黃原膠溶液可與許多鹽溶液(鉀鹽、鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽等)混合,粘度不受影響。在高鹽濃度條件下,即使在飽和鹽溶液中,粘度也幾乎不受影響。
8.酶解反應的穩定性:黃原膠穩定的雙螺旋結構使其具有較強的抗氧化和抗酶解能力。蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、半纖維素酶等酶不能降解黃原膠。
黃原膠在石油工業中的作用:由于其假塑性強,低濃度黃原膠(0.5%)水溶液能保持鉆井液的粘度,控制其流變性能,因此高速旋轉鉆頭的粘度很小,節省了動力;但在相對靜止的鉆孔部位保持高粘度,防止井壁坍塌。而且由于其優異的耐鹽性和耐熱性,廣泛應用于海洋、高鹽層等特殊環境下的鉆井,可作為采油驅油劑,減少死油區,提高采油率。
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