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。
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p-(l-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。
从微观结构可以想象，牛顿流 体域中系统重新排列的速率大于剪切变形的速率 (即聚合物分子重新缠绕速率大于被剪切拉伸的速 率)。然而，大于一定剪切速率后，高分子链在 溶液中解缠结以及分子链在流动方向上取向，使 得重新排列的速率小于挤压变形速率，出现剪切 稀化现象。另外，随着浓度增加，使链段密度增 加，与分子量变化作用相同，通过分子间作用力 的增强使零剪切黏度及黏度相应增加，而黏度衰 减值却减小，表明随着溶液浓度增加，样品越易 剪切变稀。
0.1%~0.5%浓度瓜尔胶溶液的 线性区域弹性模量均小于黏性模量，随着浓度增 大，黏弹性比值逐步减少，浓度大于0.6%后弹性 模量均大于黏性模量，且浓度越大，损耗正切值 亦越小，表明溶液越来越趋向于类“固体”。
溶液浓度越高，体系的弹性和黏 性越强，表明溶液浓度影响体系的黏弹性能，可 能是因为分子链上含有负电荷基团的阴离子瓜尔 胶，在高浓度条件下容易借静电及其他分子间相 互作用形成彼此缠绕的空间网络结构，从而导致 体系的黏弹性增强。损耗正切值随浓度增大而减 少。一般而言，损耗正切值越大，体系耗散能量 的能力越强，其内耗或内磨擦力越大。浓度较高 的瓜尔胶水溶液具有较低的损耗正切值，表明该 体系中链段运动的内磨擦阻力较小，亦即体系的 黏性响应相对较小而多表现出弹性行为。
瓜尔胶溶液浓度低于0.5%时，在动态黏弹性 温度扫描范围内黏性模量均大于弹性模量，两者 没有出现相交点。浓度达到0.5%后，在较低温度 时弹性模量大于黏性模量，升高至一定温度后出 现反转，此时黏性模量大于弹性模量，两者出现 相交点，记为凝胶点温度，如图13。低于凝胶点 温度时，溶液多表现为凝胶状态，弹性行为大于 黏性行为，而高于凝胶点温度时，则溶液转变为 溶胶状态，多表现出黏性行为。
注：44118太阳成城集团仅生产销售工业级瓜尔胶（瓜尔豆胶）。