常用的水溶液増粘劑有合成聚合物，如聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺及以丙烯酰胺或丙烯酸 單體為主要原料的共聚物;有改性天然產(chǎn)物，如羧甲基纖維素、羥乙(丙)基纖維素、黃原膠及丙烯酰胺或 其他單體與天然產(chǎn)物的接枝共聚物在石油鉆井 過程中，利用高聚物提高鉆井液的粘度;紡織、造紙 及水處理中主要利用増粘劑大分子長(zhǎng)鏈側(cè)基的吸附 作用使許多微小粒子聚集絮凝，提高原料的利用率 及除去水中的雜質(zhì)或污物;近年來(lái)，在作為環(huán)保型硬脂酸水溶性涂料的増稠劑方面也顯示出極大的應(yīng)用潛 力[2]前述増粘劑主要用于常溫下的淡水體系中，若 在較高溫度及機(jī)械剪切作用下的一定濃度無(wú)機(jī)鹽溶 液中，一般聚電解質(zhì)的粘度保留值非常低，増粘作用 大大被削弱[3]針對(duì)這些不足，國(guó)內(nèi)外學(xué)者> 5]對(duì)水 溶性聚電解質(zhì)増粘劑的作用機(jī)理進(jìn)行了深入研究， 并嫁接其他聚合物材料的優(yōu)點(diǎn)，在水溶性聚電解質(zhì) 大分子側(cè)鏈或主鏈中引入少量疏水基團(tuán)，得到了在 一定鹽度及溫度條件下具有優(yōu)良?jí)堈匙饔玫氖杷?水溶性聚電解質(zhì)増粘劑如在CMC上接枝長(zhǎng)鏈季 銨鹽環(huán)氧丙基二甲基十四烷基氯化銨;在纖維素及 其他纖維素衍生物接枝脂肪族長(zhǎng)碳鏈，但水溶性羧 甲基纖維素棕櫚酸酯的合成及増粘性能研究的報(bào)道 尚屬首次1實(shí)驗(yàn)1.1試劑與儀器(分析純）氯化亞砜(分析純)、DM F(工業(yè)品）;粘度 計(jì)（NDJ- 1型），pH S- 25型酸度計(jì)。

　　

　　1.2硬脂酸酰氯制備加熱10 g硬脂酸至完全熔化，緩慢滴加5 mL 氯化亞砜，75 °C下反應(yīng)2 h，升溫至90 °C回流2 h， 蒸出反應(yīng)剩余氯化亞砜，用DMF重結(jié)晶得純品。

　　

　　1.3羧甲基纖維素酯化10 g羧甲基纖維素于攪拌下加入30 mL DM F 中，用飽和碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為8~ 10, 2 5 g硬 脂酸酰氯溶解于適量DM F溶液中，1 h滴加完畢， 60°C反應(yīng)4h吸去濾液，濾餅烘干得羧甲基纖維素 硬脂酸酯。

　　

　　1.4酯化度測(cè)定稱取一定量樣品，置于250 m L酯化瓶中，準(zhǔn)確 加入50 m L KOH乙醇溶液，然后裝上回流冷凝管， 在水浴上維持微沸狀態(tài)回流2 h，勿使蒸汽逸出冷 凝管。取下冷凝管，用10 mL中性乙醇沖洗冷凝管 的內(nèi)壁及塞的下部，加1滴酚酞指示液，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn) 滴定溶液滴定剩余的K0H，到溶液的粉紅色剛好褪 去即為終點(diǎn)酯化度、反應(yīng)效率計(jì)算公式如下：酷化度=(F空白-V1)''- ( V空白-V0)' CHCI'm 1m 0反應(yīng)效率與羧甲基纖維素反應(yīng)的酰氯質(zhì)量、，inn„反應(yīng)效率=實(shí)際加入的酰氯質(zhì)量式中：-空白試驗(yàn)消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積6 -滴定原料CMC消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL;K -滴定樣品消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL羧甲基纖維素（取代度0. 8,工業(yè)品)、硬脂酸狗-原料CM C的質(zhì)量，g;-鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol。17、分散，導(dǎo)致反應(yīng)效率下降如經(jīng)過4 h的反應(yīng)，當(dāng)硬 脂酸酰氯用量為羧甲基纖維素質(zhì)量的55%時(shí)，取代表現(xiàn)相反這是因?yàn)轸燃谆w維素硬脂酸酯為疏水m | -樣品的質(zhì)量，g;原料CMC的毫摩爾質(zhì)量，g。mmol-1;M,-樣品的毫摩爾質(zhì)量，g。mmolTj2結(jié)果與討論2 1羧甲基纖維素含量對(duì)反應(yīng)的影響為考察DM F分散體系中羧甲基纖維素含量對(duì) 反應(yīng)的影響，將其它反應(yīng)條件設(shè)定如下：pH 8~ 10, 硬脂酸酰氯加入量為羧甲基纖維素質(zhì)量的25% ,反 應(yīng)溫度為60°C，反應(yīng)時(shí)間為4h從表1可以看出， 質(zhì)量分?jǐn)?shù)從15%増加至25%，反應(yīng)效率由37%増 加到61%，繼續(xù)加大羧甲基纖維素用量，酯化反應(yīng) 效率下降因?yàn)樵摲磻?yīng)為液固相反應(yīng)，羧甲基纖維素 用量増加有利于反應(yīng)物濃度提高，有利于酯化反應(yīng) 進(jìn)行，但用量過大使羧甲基纖維素均勻懸浮困難，反 應(yīng)體系中粘度増大，硬脂酸酰氯擴(kuò)散受阻，水解反應(yīng) 機(jī)會(huì)増大，反應(yīng)效率反而下降表1羧甲基纖維素用量和反應(yīng)效率的關(guān)系羧甲基纖維素對(duì)溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)％ 15 2 0 25 3 0 35 4 0 反應(yīng)效率％37 4 7 61 5 5 53 442 2 pH值對(duì)反應(yīng)的影響為考察pH值對(duì)反應(yīng)的影響，將其它反應(yīng)條件 設(shè)定如下：硬脂酸酰氯對(duì)羧甲基纖維素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為25%，羧甲基纖維素對(duì)溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%，反 應(yīng)溫度為60°C，反應(yīng)時(shí)間為4 h pH值是反應(yīng)發(fā)生 的重要條件，由于硬脂酸酰氯與羧甲基纖維素反應(yīng) 的過程中，不斷釋放出H，需要不斷加堿調(diào)節(jié)，以 控制pH值在規(guī)定的范圍內(nèi)當(dāng)反應(yīng)體系的pH值設(shè) 定為6. 0~ 11. 0之間時(shí)，測(cè)定pH值對(duì)反應(yīng)效率的 影響結(jié)果表明，pH為8.0 1010范圍時(shí)反應(yīng)效率 最高，低于或高于此pH值范圍的反應(yīng)效率均降低， 說明該反應(yīng)對(duì)pH要求嚴(yán)格，過低或過高不利于與 羧甲基纖維素分子中的羥基發(fā)生反應(yīng)表2體系pH值對(duì)反應(yīng)的影響 pH值6.0-7. 0 7. 0-8. 08. 0-9. 0 9. 0-10. 010.0-11. 0反應(yīng)效率/%11185860552 3硬脂酸酰氯用量對(duì)反應(yīng)效率的影響表3給出硬脂酸酰氯對(duì)羧甲基纖維素的質(zhì)量分 數(shù)從5%増至55%，反應(yīng)效率從65%下降至34 %。這主要是硬脂酸酰氯不能在反應(yīng)系統(tǒng)中很好地 度為0. 11，反應(yīng)效率僅為34%。而當(dāng)硬脂酸酰氯用 量為羧甲基纖維素質(zhì)量的35 %時(shí)，取代度為0. 10, 反應(yīng)效率則提高為49%。由此可見，高濃度的硬脂 酸酰氯很難取得高的反應(yīng)效率。

　　

　　表3硬脂酸酰氯用量對(duì)反應(yīng)效率的影響硬脂酸酰氯對(duì)羧甲基纖維素的質(zhì)51525354555量分?jǐn)?shù)％反應(yīng)效率％656255493834取代度0. 0190. 0520. 0810. 100. 110. 112. 4反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)效率的影響表4給出了反應(yīng)溫度對(duì)羧甲基纖維素酯化反應(yīng) 效率的影響反應(yīng)溫度從30°C升至60°C，反應(yīng)效率 迅速由36%増長(zhǎng)至59%，進(jìn)一步提高反應(yīng)溫度至 70C，反應(yīng)效率下降至42%，反應(yīng)溫度在60C左 右對(duì)反應(yīng)最有利。反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)進(jìn)程的作用是雙 重的，一方面升溫致使羧甲基纖維素顆粒更好地溶 脹，使硬脂酸酰氯容易在羧甲基纖維素顆粒內(nèi)擴(kuò)散， 另一方面升溫導(dǎo)致硬脂酸酰氯水解副反應(yīng)増加，這 不利于反應(yīng)效率的提高表4反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)效率的影響反應(yīng)溫度/C3040506070反應(yīng)效率％36485459422. 5溶劑對(duì)反應(yīng)的影響制備纖維素各類衍生物時(shí)，為提高羧甲基纖維 素分子中自由羥基的反應(yīng)活性，反應(yīng)一般在堿性條 件下進(jìn)行，采用水或水有機(jī)溶劑(如低碳醇)混合物 作反應(yīng)介質(zhì)本試驗(yàn)采用的羧甲基纖維素(取代度 0. 8)為水溶性試劑，從確保體系呈懸浮狀，防止酰氯 水解或醇解，又要使羧甲基纖維素充分溶脹等三個(gè) 因素考慮選用DM F(N，N二甲基甲酰胺)為反應(yīng)介 質(zhì)3應(yīng)用表5為酯化度為0. 11的羧甲基纖維素硬脂酸 酯與原料羧甲基纖維素在相同條件下的増粘性能對(duì) 照從表5看出未經(jīng)酯化的羧甲基纖維素的粘度較 低，經(jīng)硬脂酸酰氯酯化后，相同濃度的水溶液粘度大 幅度上升，表現(xiàn)出很好的増粘作用。除此之外，2% 羧甲基纖維素硬脂酸酯粘度隨鹽溶液濃度的提高而 増大，表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗鹽性，而％羧甲基纖維素則 化水溶性聚電解質(zhì)，該類聚電解質(zhì)的疏水締合作用 形成的可逆空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)受無(wú)機(jī)鹽影響小，得到很 大的超分子鏈聚集體，増大了聚合物的流體力學(xué)體 積，因而溶液的粘度顯著地提高。