不同浓度阴离子瓜尔胶溶液的流变特性
流变改性剂
简介涂料的流变性是指其在外力（比如重力）作用下的流动和变形性。
流变性和涂料配方的稳定性、实 用性密切相关。
在一个涂料配方中，树脂、颜料和溶剂的组合本身并没有优化的效果。
因此，绝大 多数配方含有流变改进剂，以便使最终产品具有较好的流变性。
流变中心将介绍流变剂的概述、优点、以及应用市场 流变添加剂 流变添加剂可以控制涂料、油墨、乳液或颜料悬浮液的流动特性。
流变控制剂可以用于水性和溶剂 体系，同时不论是低剪切粘度（沉淀、流挂、流平等等），还是高剪切粘度（施工和分散工艺等）， 都可使用。
选择合适的流变剂是涂料配方的关键一步。
不管是提高中粘度涂料粘稠度，还是使涂料具有假塑性 或触变性，都会用到以下主要的流变剂 • • • • • • • 缔合合成类： HASE, HEUR 非缔合合成类： ASE, 丙烯酸类 纤维素类： CMC, HEC, MC 类, EHEC 和缔合型 HM-HEC. 有机粘土： : 膨润土，锂蒙脱石 有机蜡类 ：蓖麻油衍生物，聚氨基有机蜡 金属有机物胶体 ：钛酸盐，锆酸盐 天然胶衍生物 ：瓜尔胶和淀粉衍生物流变基础涂料粘度必须考虑平衡性，既要足够低，以便具有较好的流动和流平性，方便施工，但又不能太低， 以防发生流挂，或包装储运时发生颜料沉积。
. 流变性就是关于外力作用下流动和变形性的科学。
涂料技术的流变控制工艺包括搅拌、混合、颜料分散、倾倒、泵送、施工、涂布、流挂、流平、渗 透多孔底材以及颜料沉积等等。
剪切强度： 剪切强度定义为研究截面上单位面积的剪切力 。
剪切率： 剪切率描述剪切力的分布情况。
屈服值： 发生流动所需要的最小剪切力。
运动粘度： 为剪切力和剪切率的比值。
粘度值越高，流体越粘稠。
流体特性 涂料的流体特性可以分为以下三种类型• • •非时间相关 并且非剪切相关 ，例如牛顿流体 非时间相关但是剪切相关，如假塑型流体，粘弹性流体，剪切增稠、剪切稀释、或者粘塑型 仅时间相关 ，触变型以及相反的震凝型流体加入特定的流变添加剂可以精细地调节涂料配方的流动性HASE 流变改进剂疏水改性阴离子可溶性乳液，是一大类联合增稠剂，液态（牛奶状），浓度 30%，阴离子型， pH 在 2.5 到 3.5，假塑性体。
食品增稠剂
来源不同：
天然增稠剂
➢植物胶：
– 海藻胶：琼脂、海藻酸钠、卡拉胶等 – 植物渗出物：果胶、阿拉伯胶、瓜尔豆胶、
罗望子胶、槐豆胶等
➢动物胶：明胶、壳聚糖、酪蛋白酸钠等 ➢微生物胶：黄原胶、结冷胶等
合成增稠剂：改性淀粉、改性纤维素、 海藻酸丙二醇酯（PGA）
离子性不同：
离子型增稠剂：黄原胶、卡拉胶、明胶、 CMC、海藻酸钠等
迁移 – 产品加工方式和经济性
食品胶本身的增稠性质和流变特性
产品应用类型
冷冻食品、凝胶食品、饮料等
胶凝性／黏度
稠度、触变性、膨胀性、可溶性、凝胶质量
口感（滋味、质构 ）黏滑的、胶黏的、纤维感、脆的、有弹性的
成本 产品的外观 产品的光泽 产品的手感 气味 产品加工方式 特殊性质 复合胶的使用 与其他成分的比较 稳定性 保藏性 法规政策 包装
✓黄原胶
食品增稠剂的增稠性质
7、一般增稠剂溶液在温度升高时黏度下降， 很多高分子物质在高温下发生降解，特别是 在酸性条件下，黏度发生永久性下降。如瓜 尔豆胶。
8、增稠剂的协同增效作用
– 协同增稠增效 – 协同成胶，改善凝胶
增稠剂在食品中的作用
增稠 、分散和稳定作用 凝胶性
– 各食品胶的凝胶性(明胶、卡拉胶、海藻酸 钠等)
胶（增稠剂）？
温度：
– 温度升高，黏度下降 – 存在牛顿型和非牛顿型之间的转变
NDJ-8S 粘度计
转子、转速 温度 粘度范围 Pa.S
QND－1型粘度计
食品增稠剂的增稠性质
1、所有亲水胶体都具有一定黏度，具 有增稠效果，此时亲水胶体分子发生水 化作用。
2、对于不同种类的食品胶，其增稠效 果并不一样。大多数食品胶在很低的浓 度时（如1％），都能获得高黏度的流 体。
压裂液性能评价-粘土稳定剂
压裂液总结压裂液是压裂施工的关键性环节之一，素有压裂“血液”之称。
它的性能除了直接影响到水力压裂施工的成功率外，还会对压后油气层改造效果产生很大的影响。
压裂液在施工时应具有良好热稳定性和流变性能，较低的摩阻压降，优秀的支撑剂输送和悬浮能力，而在施工结束后，又能够快速彻底的破胶返排，残渣低、并且进入地层的滤失液与油气配伍性好，对储层造成的潜在性伤害应最小，从而获得较理想的施工效果。
因此，在优选水力压裂所用的工作液时，应从压裂液的综合性能满足压裂工艺的要求及压裂液应当与储层配伍，对储层造成的潜在性伤害尽可能地小两方面着手，优选出高效、低伤害、适合储层特征的优质压裂液体系。
压裂是油气井增产，水井增注的有效措施之一。
特别适于低渗透油气藏的整体改造。
压裂形成具有高导流能力的填砂裂缝，能改善储集层流体向井内流动的能力，从而提高油气井产能。
然而，压裂作业中压裂液进人储集层后，总会干扰储集层原有平衡条件，压裂措施本身包含了改善储集层和伤害储集层双重作用，当前者占主导时，压裂增产，反之则造成减产。
为了获得较好增产效果，就应充分发挥其改善储集层的作用，尽量减少对储集层的伤害。
一、压裂液对油气层的损害压裂液是压裂施工的关键性环节之一，素有压裂“血液”之称。
它的性能除了直接影响到水力压裂施工的成功率外，还会对压后油气层改造效果产生很大的影响。
压裂作业中压裂液造成油气层损害的主要原因有：一是由于压裂液及其添加剂选择不当造成压裂液与油气层岩石矿物和油气层流体不配伍造成损害；二是压裂液对支撑裂缝导流能力的损害；三是压裂施工过程中的损害。
1．压裂液与油层岩石和油层流体不配伍损害1）压裂液滤液对油层的损害在压裂施工中，向储集层注人了大量压裂液，压裂液沿缝壁渗滤人储集层，滤液的侵人改变了储集层中原始含油饱和度，并产生两相流动，流动阻力加大。
毛管力的作用致使压裂后返排困难和流体流动阻力增加。
如果储集层压力不能克服升高的毛细管力，则出现严重和持久的水锁。
体外动态评估人体消化过程中食物凝胶对物质转运的影响
体外动态评估人体消化过程中食物凝胶对物质转运的影响摘要：过去十年食品配料在健康成人体内消化的机制越来越得到科学界的关注。
这类研究需要包括医药、化学和工程等范围在内的相关学科。
这项研究中，我们的目标是建立简单的体外肠道模型来研究食物消化和营养吸收中一系列食物凝胶对物质转运的影响。
这个模型完成了肠道运动的模仿并且主要研究在毫米级尺度上反应出的消化过程中所发生的现象。
结果表明凝胶物质在阻碍葡萄糖吸收方面具有重要意义，而且在粘度为0.001Pa时最为明显（在物质转运和模拟的葡萄糖吸收上有5倍的阻碍作用）。
这表明食品物料中凝胶物质有调节葡萄糖利用率的潜质。
1.介绍据估计，食物中凝胶的应用占世界上水状凝胶应用的三分之一（总共约有1千5百万种）。
尽管食品中凝胶首先被用来做胶状制剂，但它也越来越多的与众多重要的健康因素联系在一起，其中包括2型糖尿病患者的血糖和胰岛素的控制，体重控制和心血管疾病的预防。
这些功能与增稠，水化，疏水和食物凝胶的原生特性以及他们在食物消化过程中的影响有关。
可能的作用机制是随着食物的消化，体内凝胶物质积累，粘度增加而阻碍物质在内脏器官中的转运。
这将导致胃排空速度减慢和一定的营养吸收。
但是，目前还不能完整的知道影响营养的生物吸收率尤其是凝胶在物质转运和食物消化过程中的影响的详细机理。
量化人体消化过程是一个有挑战性的研究领域。
虽然“人造消化系统”的重要性一直被重视，但直到最近十年体外技术的应用才使其有了一个明显的增加。
依据是否生动体现出消化过程（流体混合、模拟消化道分泌物的增加和消化产物的移除）中形象的时间脉冲波形，体外系统已经被广泛应用于“批量化”和“动力学”。
典型的“批量化”处理模型由一系列的血管组成，每一个血管模拟消化系统（如嘴、胃、小肠、结肠）内不同的条件（如pH、酶、温度、生物活性剂等）。
这个系统已经被Englyst，Veenstra和Hudsonto用来测量植物性食品中葡萄糖的快速有效的利用，Oomen，Tolls，Sips和Van den Hoop也评估了消化道的机制。
微生物培养基的凝固剂
培养基凝固剂及触变性培养基摘要介绍常用培养基凝固剂琼脂、卡拉胶和黄原胶的凝胶性质。
将这三种凝胶配伍使用可配制出具有触变性的培养基，用于特殊的微生物检测。
关键词培养基凝固剂触变性微生物培养基是专供微生物培养、分离、鉴别、研究和保藏用的混合营养物制品，常见形态有液态、流态、半固态和固态。
液体培养基常用于大规模生产和增菌培养；流体培养基常用于霉菌和厌氧菌的检查；半固体培养基常用于菌种传代和保藏，以及贮运标本；固体培养基常用于微生物的分离纯化，抗菌药物的效价试验，菌和疫苗的制造以及菌种保藏。
这几种培养基的差别主要取决于培养基中凝固剂种类和加量的差［1］。
培养基凝固剂一般并不是微生物的营养成分，只起固化或粘合的作用［2］，形成凝胶。
常见的凝固剂有琼脂、卡拉胶、黄原胶、阿拉伯胶、黄蓍胶、明胶和无机硅胶等。
凝胶是胶体质点或高聚物分子相互交联形成的空间网状结构，是介于固体与液体之间的一种特殊的物质形态［3］。
凝胶化是指缩聚反应进行到一定程度，反应体系的粘度突然增大，并且出现具有弹性的凝胶的现象。
此时，体系包含两部分：一部分是凝胶，不溶于一切溶剂；另一部分是溶胶，其分子量较小，被笼罩在凝胶的网络结构中［4］。
由于微生物快速检测的需要，传统的固体及液体培养基已经不能满足现代微生物检测的需求。
如检测油类物质中的微生物，培养基在接种时应为粘度低的溶胶，而在静止培养时，又需恢复为高粘凝胶，使菌落不易移动，便于观察与计数，这就需要培养基具有触变性。
国外已商品化生产的有 MicrobMonitor［2］培养基成品。
使用前不需进行培养基的制备和加热就可直接应用，但国内还没有类似产品。
1 琼脂琼脂是一种由琼脂糖和琼胶质组成的长链多糖复合体，是从石花菜、江篱、紫菜等红藻类植物中提取而制成的。
在液体培养基中加l0～ 20 g／L的琼脂，加热融化凝固后可得固体培养基，加5 g／ L的琼脂可得半固体培养基［2］。
琼脂溶于 7 5 ℃以上的热水和甲酰胺，微溶于乙醇胺，不溶于冷水，但能吸水膨胀。
食品添加剂之食品增稠剂
相乘效应
两种增稠剂混合溶液经过一定的时间后， 体系的黏度大于体系中各组分黏度的总和， 或者在形成凝胶后为高强度的凝胶。
卡拉胶和槐豆胶 黄蓍胶和海藻酸钠
黄原胶和槐豆胶
黄原胶和黄蓍胶
卡拉胶和槐豆胶体系 卡拉胶 线性高分子多糖 槐豆胶 有一定的支链
在卡拉胶和槐豆胶形成的凝胶体系中， 卡拉胶的双螺管结构与槐豆胶的无侧链区 之间的强键合作用，使生产的凝胶具有更 高的强度。 瓜尔胶 因为其侧链太密而不 具有明显的增稠效应
增稠剂凝胶的触变 凝胶形成的三维网络结构是松弛的 切变力可以破坏松弛的三维网络结构
在切变力的作用下，凝胶有切 变稀化、摇溶或者触变的现象
外力一停止，经过一段时间，已经摇 溶或变稀的凝胶又可以冻结成凝胶。
第四节
海藻胶
海藻胶是从天然海藻中提取的一类食品胶 海藻酸及海藻酸盐 功能：增稠性 稳定性 薄膜成型性 琼脂 卡拉胶 保形性 胶凝性
时间、风味稳定、水 分和油分迁移
食品增稠剂的特性（按次序排列） 抗酸性 海藻酸丙二醇酯 卡拉胶 琼脂 增稠性 瓜尔胶 卡拉胶 槐豆胶
抗酸CMC
明胶 淀粉
果胶 黄原胶 海藻酸盐
黄原胶 海藻酸盐 魔芋胶 阿拉伯胶 CMC 琼脂 果胶
溶液假塑性 吸水性
黄原胶
卡拉胶
瓜尔胶
海藻酸盐 海藻酸丙二醇酯 瓜尔胶
乳
饮料
色素
汽酒 啤酒
蛋黄酱 奶油
分类
食品增稠剂化学成分大多是天然多 糖及其衍生物（除明胶是由氨基酸构成 外），广泛分布于自然界。已有40余种， 根据其来源，大致可分为四类。
•（1）由植物渗出液制取的增稠剂 •（2）由植物种子、海藻制取的增稠剂 •（3）由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂 •（4）以天然物质为基础的半合成增稠剂
果胶的提纯及应用
四、果胶的应用
• 4.1 乳制品 • 4.1.1 发酵乳饮料与直接调酸乳饮料 • 4.1.2凝固型和搅拌型酸奶 4.1.3乳清饮料 4.1.4大豆蛋白饮料 4.1.5其他饮料产品 4.2 果酱和果冻 • 4.3 糖果 • 4.4 果汁及软饮料 • 4.5 水果预制品 • 4.6 焙烤夹心料 • 4.7 保健药品与药物
• 总结：
• 传统的果胶提取方法确实存在许多明显的不足，如能耗高， 提取率低以及果胶质量不高，但是工艺成熟，如果能在设 备上加以改进，工艺上加以调整，也能取得较好的经济效 益。比如在传统的醇析法中，在浸提过程可以加入离子交 换树脂，既能消除溶液中金属离子的影响，又能起到脱色 效果。干燥阶段可以使用喷雾干燥法，也能够提高产品品 质。近年来出现的新工艺如微波辅助溶剂萃取法效果不错， 国内正在加紧研究开发，取得了许多成果。 • 目前，中国的果胶产量和品质都不高，国内市场主要依赖 进口，而进口果胶价格昂贵，达100～200元/千克。笔者 建议应该注意将柑桔类果皮进行综合处理，在提取出桔子 油后接着提取果胶，充分利用废弃的桔皮资源，同时积极 应用果胶提取新技术，将果胶产量和质量提高上去，实现 我国果胶产业的跨越式发展。
4、 果胶的主要技术指标
三、果胶的提取
• 目前，提取果胶的工艺主要有四种：醇析法、离子交换法、 盐沉淀法及微生物法。 • 目前柚皮被看作成是最好的提取果胶的原材料，工业上从 柚皮中提取果胶的生产技术如下： • 1 、原料预处理： 如用新鲜柚子皮首先去掉果皮表面油胞层。 2、灭酶： 钝化果皮中果胶酶活性，把原料浸入沸水中5－7分钟，或 用95℃蒸汽处理5分钟。 3、漂洗： 目的是去除原料中各种非胶体物质，如色素、糖类、农药 有毒成分和苦味物质，以免影响果胶质量。 4、沥干，粉碎： 可用绞肉机把原料绞成3－5毫米粒度。
洗发水的主要成分
洗发水的主要成分-洗发水成分1、主表面活性剂。
这主要是一些带脂肪链的盐，如十二烷基硫酸钠（技术说明书编码：2036 ）等，好了，不说太专业了，它们的作用就是清洁功能，洗净你的秀发，是香波泡沫好坏的决定者。
2、辅表面活性剂。
由一些两性或非离子表面正文：1、主表面活性剂。
这主要是一些带脂肪链的盐，如十二烷基硫酸钠（技术说明书编码：2036 ）等，好了，不说太专业了，它们的作用就是清洁功能，洗净你的秀发，是香波泡沫好坏的决定者。
2、辅表面活性剂。
由一些两性或非离子表面活性剂组成，顾名思义，它们的作用就是辅助主表面活性剂，清洁头发，同时可以降低刺激性，改善香波外观。
3、调理剂。
[聚季铵盐7 C-107（调理剂）]香波质量好坏，全看这了。
该组分主要是一些大分子量和小分子量混用的一些阳离子。
大家知道，头发基本上是带负电荷的，这些带正电荷的阳离子因此很轻易吸附上往，带给头发柔软和易于梳理的效果。
4、顺滑剂。
这在香波配方中同样重要，它一般指一些高分子量高粘度的硅油，它们吸附在每一根头发表面，形成很顺滑的薄膜，令头发顺滑、健康、自然。
5、香波都是有稠度的，这不可避免的要用到一些心头稠度的成分。
6、香精。
香波的香型有较大范围，有花香调的，也有青香草香调的，视南北还有区别，不过，终极目的是一样的，就是结合产品的概念，带给消费者最佳的享受。
香波是外来语“Shampoo”的译音=洗发水，洗洁精，等。
能清洁人的头皮和头发上的污垢，另一方面由于引进护发的功效，而使头发易梳理，起到调理、护理、保持头发美观的作用。
甘油：甘油又名丙三醇，是一种无色、无臭、味甘的粘稠液体。
冬季人们常用甘油搽于手和面部等暴露在空气中的皮肤表面，能够使皮肤保持柔软，富有弹性，不受尘埃、天气等损害而干燥，起到防止皮肤冻伤的的作用。
甘油可以增加人体组织中的水分含量。
食用对人体无毒。
对眼睛、皮肤没刺激作用。
大部分香皂与浴液都是碱性的，而人的皮肤是中性偏酸的。
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Effects of concentrations of aqueous anionic guar solutions on their rheological properties
ZHU Hui, WU Wei-du*, WANG Ya-qiong, LI Yan-jun, SHI Wen-rong
瓜尔胶 η0/ 浓度/% (Pa·s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.0087 0.0079 0.06154 0.05817 0.3001 0.304 1.195 1.187 3.736 3.648 6.813 6.917 16.66 17.9 27.92 28.25 44.1 0.9 44.58 45.63 1.0 70.36 71.98 71.17 44.77 η0均值 /(Pa·s) 0.0083 0.060 0.302 1.191 3.692 6.865 17.28 28.09
食品科技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012年 第 37卷 第 9期
mm平行板；稳态流动：间距750 μm；温度：25 ℃；100 s-1预剪切3 min；剪切后平衡15 min；扫描 范围：0.001~100 s-1；应变扫描：间距500 μm； 温度：25 ℃；上样后平衡5 min；频率：1 Hz； 扫描范围：0.1%~1000%；频率扫描：间距500 μm；温度：25 ℃；上样后平衡5 min；应变： 10%；扫描范围：0.1~10 Hz；动态黏弹性温度扫 描：间距1000 μm；上样后平衡5 min；应变： 10%；频率：1 Hz；扫描速率：2 ℃/min。 2 结果与分析 2.1 稳态流动实验 本文应用Cross方程对稳态流动曲线有效区 间进行拟合，得到零剪切黏度与剪切稀化指数， 另外，选取剪切速率10 s-1时的黏度测试值作为黏 度值(η)，对于黏度衰减，则通过63 s -1时的黏度 值与6.3 s -1时的黏度值之间的比值来表达。对于 0.1%~1.0%各浓度下的瓜尔胶溶液分别进行稳态流 动实验，并相应进行重复性试验，其结果如表1。
瓜尔胶是一种天然高分子化合物，其主要成 分为半乳甘露聚糖。糖单元中甘露糖和半乳糖以 摩尔比为2: 1通过β-(1-4)苷键连接。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。阴离子瓜尔胶是一种瓜儿胶衍生物，其分子 链上含有阴离子功能基[1-4]。瓜尔胶的浓度会使其
溶液的流变性质发生变化[5]，本文通过稳态流动、 应变扫描、频率扫描及黏弹性温度扫描等实验详 细考察了瓜尔胶的浓度变化对其零剪切黏度、黏 度、剪切稀化指数、黏度衰减及黏性模量、弹性 模量、复合黏度、损耗正切等指标的影响，对实 验结果进行数理统计分析，以期为其实际应用提
*通讯作者 收稿日期：2012-01-04 基金项目：2011年浙江省公益性技术应用研究(分析测试)资助项目(2011C37023)。 作者简介：朱慧(1967—)，女，浙江平湖人，高级工程师，研究方向为仪器分析。
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添加剂与调味品
供依据和参考。 1 材料与方法 1.1 材料与仪器 瓜尔胶：市售食品级。
(Research Institute of Hangzhou Wahaha Group Company Limited, Hangzhou 310018)
Abstract: The effects of concentrations of aqueous anionic guar solutions on their rheological properties are studied through the experiments like steady flow sweep, strain sweep, frequency sweep and dynamic visco-elasticity temperature sweep by using AR-G2 rheometer in a detailed way. Meanwhile, the mechanisms are elaborated from the point of microstructure. There have been high correlations between a series of rheological properties obtained by the experiments and concentrations. According to mathematics statistics above correlations are fitted and a series of equations are obtained. Key words: different concentration; enionic guar solution; rheological properties
AR-G2高级旋转流变仪：美国TA仪器有限公 司；搅拌器：德国IKA数显欧洲之星；分析天平： Mettler-Toledo，感量0.001 g；FED115烘箱：德国 Binder。 1.2 方法 1.2.1 瓜尔胶溶液配置方法 用烘箱干燥法得到 瓜尔胶水分含量，分别称取干基质量为0.5、1、 1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5 g的瓜尔胶，边搅 拌边逐步添加所称取的瓜尔胶于预先盛有水的600 mL高型烧杯中(其中水的质量为500-称取的瓜尔胶 质量)。在约1600 r/min的转速下搅拌直至完全溶 解，取下后用保鲜膜封口，置于冰箱中冷藏并静 置1 d。 1.2.2 瓜尔胶溶液流变测试方法
食品科技
2012年 第 37卷 第 9期 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
ห้องสมุดไป่ตู้
添加剂与调味品
不同浓度阴离子瓜尔胶溶液的流变 特性研究
朱 慧，吴伟都*，王雅琼，李言郡，施文蓉 (杭州娃哈哈集团有限公司研究院，杭州 310018)
摘要：采用AR-G2流变仪，通过稳态流动、应变扫描、频率扫描及动态黏弹性温度扫描等实验 详细研究了瓜尔胶溶液浓度对其流变特性的影响，并从微观结构上进行解析。实验得到的各个 流变特性参数与浓度之间存在高度相关性，通过数理统计分析，对上述相关性进行拟合并得到 一系列方程。 关键词：不同浓度；瓜尔胶；流变特性 中图分类号：TS 201.7 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2012)09-0257-05