瓜尔豆胶的流变性质

      瓜尔豆胶是一种优良、高效的水溶性增稠剂。当加热时，瓜尔豆胶液会可逆地变稀；另外，当升高的温度被保持时，瓜尔豆胶溶液又会随着时间的延长而不可逆地降解。不过，瓜尔豆胶的某些羟烷基衍生物，在相当大的程度上，可以阻止“因长时间受高温而带来的不可逆降解现象”的发生，下面重点从黏度和切变力效应2个方面来讲述瓜尔豆胶的流变性质。

    　一、黏度：瓜尔豆胶是中性多糖，相对分子质量约20～30万，在冷水中就能充分水化，水化的时间一般需要两个小时。1％的瓜尔豆胶溶液的黏度为3．5～6．0pa·s，且黏度与粒径、制备条件和温度等有十分密切的关系。瓜尔豆胶溶液的黏度随胶粒直径的减少而增加。瓜尔豆胶水化的速率会随温度的上升而加快，如果溶液温度维持在85℃，只需要10分钟，瓜尔豆胶即可充分水化，溶液的黏度也将达到较大值。但是，如果长时间对瓜尔豆胶溶液进行高温加热，会使瓜尔豆胶降解，并使瓜尔豆胶溶液的黏度下降。

    　**的瓜尔豆胶溶液的酸碱度为中性；而经过化学处理的瓜尔豆胶水溶液的ph值会有所变化。瓜尔豆胶水溶液的ph值在8～9时，可达较快的水化速率；当溶液的ph值大于10或小于4时，瓜尔豆胶的水化速度则会变得很慢。所以，在实际应用中，应该等瓜尔豆胶充分水化后，再调节溶液的ph值。另外，当溶液中含有蔗糖等其他强亲水性物质时，瓜尔豆胶的水化速率也会下降，所以，在应用时，也须等瓜尔豆胶充分水化后，再加入蔗糖等亲水性物质。测度表明，0．5％以上的瓜尔豆胶溶液呈非牛顿流体的假塑性流体特性，具有搅稀性能。ph值在3．5～10范围内变化时，对瓜尔豆胶溶液的性状的影响并不明显。ph值在6～8范围内，瓜尔豆胶溶液的黏度可以达到较大值。

    　瓜尔豆胶具有良好的无机盐类兼容性能，耐受一价金属盐和食盐等的浓度可达60％；但高价金属离子，会使瓜尔豆胶的浓解度下降。在控制溶液ph值的情况下，瓜尔豆胶与交联剂和硼酸盐、金属离子等反应，可生成稍带弹性的黏稠状物质。瓜尔豆胶还能形成具有一定强度的水溶性薄膜。

    　瓜尔豆胶是一种直链大分子物质，直链上的羟基可与某些亲水性胶体及淀粉形成氢键。瓜尔豆胶与小麦淀粉的混合水溶液，加热之后，可以取得更高的黏度。瓜尔豆胶与黄原胶具有协同增黏作用，但与卡拉胶则没有协同作用。

    　切变力效应。在通常使用的浓度下，瓜尔豆胶溶液的塑变值几乎为零。也就是说，当使用轻微的切变力时，瓜尔豆胶溶液便会开始流动。瓜尔豆胶溶液的表现黏度，会随着切变速度的增加而明显下降，并达到一个较低极限值。

    　瓜尔豆胶的分子结构，可以通过很高的切变速度，发生不可逆的降解。例如，将瓜尔豆胶溶液从一个罐传送到另外一个罐时，在高速泵的驱动下，便可发生不可逆的降解。这样的分子结构的破坏，与切变力的等级和切变力作用的时间有关，在一定的切变速度下，被降解的溶液黏度会逐渐降低。这种性质也表现在它们的黏度一切变速度曲线形状的改变方面，曲线变平，则表明瓜尔豆胶溶液缺乏假塑性，而且形状趋向于牛顿液体线性特性曲线。

    　研究表明，混合醚衍生物羧甲基羟丙基瓜尔豆胶具有特殊意义的切变力特性曲线的变化。这种衍生物在悬浮液中收容不溶性质点的能力比瓜尔豆胶及其他衍生物的能力更强。在很低的切变速度下，一个典型的颗粒在重力作用下自由下落，瓜尔豆胶的混合醚衍生物呈现非常高的表现黏度。

    　较低的黏度、较低的相对分子质量的瓜尔豆胶和瓜尔豆胶衍生物，比高黏度、高相对分子质量的瓜尔豆胶及其衍生物来说，具有更低的假塑性，并且更加符合牛顿流体定律。

    　瓜尔豆胶的反应活性

    　瓜尔豆胶是一种**高聚物，构成这种高聚物的环状中性糖的结构中含有许多羟基（每个糖单体平均含有三个羟基）。瓜尔豆胶与其他物质的种种反应，可以用这些羟基的位置和数目加以解释。

    　一、衍生反应。瓜尔豆胶通过羟基官能团，容易进行醚化和酯化反应。这些反应包括：与单氯醋酸进行的羧甲基化反应，与乙烯或丙烯环氧化物进行的羟烷基化反应，与许多含有环氧基或活泼氯的季铵进行的季铵化反应。

    　当瓜尔豆胶分子与上述这些试剂反应，产生取代基时，其性质会发生明显的变化，变化的程度与试剂的类型、数量和反应条件等因素都有关系。

    　荷电基团与瓜尔豆胶分子相结合，较易引起瓜尔豆胶性质的改变。例如，阴离子基团（羧甲基反应）和阳离子基团（季铵化反应）改变了瓜尔豆胶分子与无机盐，水合的矿物质和纤维素的表面、**染料的反应方式。企业根据这些变化规律，可以开发出不同的产品，以充分发挥瓜尔豆胶的作用。根据生产需要，可以加强或减弱吸附作用的速率和程度，提高或降低絮凝作用，使凝胶化变得更加容易，并改善配伍状况。羧甲基化反应，由于能够溶解某些由工业加工过程带来的杂质，因而具有改善瓜尔豆胶溶液澄清度的效果。

    　羟烷速化反应，能够大大促进瓜尔豆胶在“与水可混溶的溶剂”中的溶解度和配伍性。例如，在乙醇溶液中，瓜尔豆胶衍生物溶解度的增加，就是衍生反应的结果。

    　通过羟烷基化反应，可改善瓜尔豆胶与电解质的配伍性。例如，瓜尔豆胶的某些衍生物与一些种类的二、三价金属盐溶液的稠度，比对照组要高出许多。在这种溶液中，瓜尔豆胶将不与水发生水合反应。