瓜尔胶（guai gum)是一种天然植物籽胶，属 于半乳甘露聚糖，是目前己知的水溶性最好的天 然高分子之一。瓜尔胶通过化学改性可以进一步 改善其性能，扩大其应用范围。瓜尔胶及改性瓜 尔胶被广泛应用于石油开采、食品加工、造纸、纺 织、日化、采矿和医药等领域[1~3]。羧甲基羟丙基 瓜尔胶是同时联结了羧甲基和羟丙基两种取代基 团的阴离子型瓜尔胶衍生物，国内对它的研究较 少，其水溶液流变性质还末见文献报道。本文研 究了羧甲基羟丙基瓜尔胶水溶液的流变特性及影 响因素，以期为其实际应用开发提供有价值的 参考。
1实验部分1.1实验仪器及试剂Biook field LVDV - III流变仪；NICOLET MX -1E FT- R傅立叶红外光谱仪。
瓜尔胶样品（G55)由中石油京昆油田科技有 限公司提供;其它试剂均为分析纯。
1.2实验方法将20g瓜尔胶粉搅拌分散在60g四氢呋喃中， 加入10g 4%氢氧化钠溶液，在25°C下碱化 45m I，再加入15g 50%氯乙酸钠溶液和4g环氧丙 烷，加热至45°C反应4h产物用乙酸中和、80%的 乙醇洗涤、过滤、干燥得样品。样品用水溶解后在 无水乙醇中沉淀提纯、过滤、干燥，用红外和核磁 进行结构表征，用Brookfield LVDV - III流变仪分 别考查不同浓度、不同温度、不同酸度和加入不同 氯化钠浓度时溶液的流变性。
2结果和讨论2 1羧甲基羟丙基瓜尔胶的制备与表征样品经红外和核磁表征[4- 6]，确定为目标产 物羧甲基羟丙基瓜尔胶（以下简称CMHPG)，其羧 甲基和羟丙基取代度分别为0.32和0.2&2 2羧甲基羟丙基瓜尔胶的流变特性 2 2. 1浓度对流变性质的影响配制不同浓度 CMHPG的水溶液，在不同剪切速率T下测定各溶 液的表观粘度1，均表现出剪切变稀的特征。以 lnl对lnT作图得到线性相关系数R均大于0. 97 的一组直线(见图1)。由这些拟合直线的斜率和 截距分别求得相应的稠度系数k和粘性指数n值 (见表1)。溶液表观粘度随剪切速率的变化可以 用OstvaH-Dewaele方程描述出来[78]: lnHa = li k+ ( n- 1) ln^其中Ha为表观粘度，k为稠度系数，n为流动 指数，T为剪切速率。
n小于1,说明在实验条件下CMHPG水溶液 表现出非牛顿流体流变性质；k值随浓度增大而增 大，表明其增粘能力随浓度增大而增强；n值随浓 度增大而减小，则反映出溶液的剪切变稀性质随 其浓度增大而进一步增强。
2.2.2温度对粘度和零切粘度的影响对浓度为0.5%的CMHPG溶液在不同温度 下测量其流变，发现溶液表观粘度在不同剪切速 率下均随着温度的升高而降低。用Spencer- Dilbn经验公式[9，10]ln ^a= li° /b对0.5%的CMHPG溶液在不同温度下的有 关实验数据进行回归分析，发现所有数据的拟合 关系良好（R2> 0.995)(见图2),可从中求得对应 浓度和温度下的零切粘度（n〇)的对数n n。
〇(Pa)
l/TXK1)
ofCMHPG solution at various temperatures图3不同酸度下0.5% CMHPG溶液的 \对 pH 图（T= 20. 4s-1)
Fig 3 Plot ofHa versus pH for0. 5% ofCMHPG soli tion at various pH图2不同温度下0.5% CMHPG溶液的hn a对剪切应力〇和1/T图 Fig 2Plotof]n H aand1/T v ersu s ° f) r 0. 5%在此基础上，用所求hi对温度的倒数作图 (见图2),发现lnl与1/T有较好的直线关系， 零切粘度随温度升高而降低，且符合Andrade 公式：A? exp( Ea/RT)
式中R为气体常数，Ea为粘流活化能。从图 3中直线的斜率求得0.5% (wt)的CMHPG溶液的 Ea为 18. 45 kJ / mo。
2.2. 3酸度对粘度的影响在25°C测量0.5% (Wt)的CMHPG水溶液在 不同PH值条件下的粘度，结果如图3所示。可以 看出，0.5% CMHPG溶液对酸的敏感程度远远大 于它对碱的敏感程度。水溶液的粘度随溶液PH 的降低迅速降低，随溶液pH的升高变化不大。
2.2.4氯化钠浓度对粘度的影响在浓度为0.5% (wt)的改性瓜尔胶水溶液中 加入NaCl配制成N尤脓度分别为1. 0%、0. 5%、 0.2%、0.1%的水溶液，测量各溶液粘度（如图4 所示）。发现CMHPG水溶液的粘度对NaCl极为 敏感，其粘度随盐的加入而迅速降低，以后随盐浓 度的增大变化趋于平缓。0.1%的NaCl使得 CMHPG水溶液的粘度下降87%,表现出聚电解质 溶液的通性[211]。