Temperatur og salinitets påvirkning på viskositeten til delvis hydrolyserte polymer med og uten hydrofobe substituenter

Abstract

I denne oppgaven sammenlignes viskositetsutviklingen som funksjon av temperatur for to hydrofobisk modifiserte polyelektrolytter og en polyelektrolytt uten hydrofobe substituenter. Målingene er utført ved to ulike saltkonsentrasjoner med konstant ioneforhold 9:1 natrium og kalsium. De tre polymerene som ble benyttet har tilnærmet lik molekylvekt og hydrolysegrad, mens de to assosiative polymerene har lik mengde hydrofobe substituenter (mol%). Forskjellen mellom de assosiative polymerene ligger i HLB- verdi som er knyttet til forskjell i sammensetningen av de hydrofobe substituentene. Til måling av de reologiske egenskapene til polymerene ble et reometer benyttet med tilhørende utstyr som ville minimere effekten av fordampning. Viskositetsmålingene ble utført stegvis innenfor et temperaturområde mellom 25°C og 70°C. Når temperaturen til polymerløsningene økte, viste begge de assosiative polymerene termotykkende egenskaper, men var avhengig av parameterne temperatur, salt- og polymer konsentrasjon. I tilfellene hvor viskositeten øker som funksjon av temperatur skyldes det at den hydrofobe interaksjonen favoriseres av økende temperatur. Når hydrofobe bindinger dannes øker det hydrodynamiske volumet, og viskositeten øker. Polymeren uten hydrofobe substituenter viste avtagende viskositet som funksjon av temperatur uavhengig av salt- og polymer konsentrasjon. Viskositeten til de assosiative polymerene utviklet seg forskjellig når temperaturen økte. Polymeren med høyest HLB- verdi var den polymeren som var mest termoresponsiv. Avhengig av om løsningen befant seg over kritisk aggrereringskonsentrasjon viste polymeren termotykkende egenskaper. Når saltkonsentrasjonen økte i polymerløsningen ble den termotykkende egenskapen til polymeren mer framtredende. Den økte saltkonsentrasjonen førte termotykkende oppførsel ved en lavere polymer konsentrasjon og førte til en høyere maksimums viskositet. Den assosiative polymeren med lavest HLB- verdi viste seg å være mer sensitiv ovenfor temperatur i form av avtagende viskositet som funksjon av temperatur. For en gitt polymerkonsentrasjon viste den termotykkende egenskaper. I dette tilfelle var også saltkonsentrasjonen høy.