瓜爾膠高分子是從兩種豆科植物中提取得到的環(huán)境友好的天然高分子，分子結(jié)構(gòu)中甘露糖以1，4-苷鍵相連形成主鏈，半乳甘露糖以1，6-苷鍵和主鏈相連，半乳甘露糖與甘露糖的比值接近與1比2。由于瓜爾膠高分子中含有很多的羥基，具有良好的水溶性和可交聯(lián)特性，因此在石油鉆采、醫(yī)藥、化妝品、紡織印染、采礦選礦、食品等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用?？紤]到半乳甘露糖基團(tuán)在主鏈上呈隨機(jī)分布，在含半乳甘露糖比較少的分子鏈段，分子間以及分子內(nèi)氫鍵作用強(qiáng)烈，由此制約了瓜爾膠高分子的溶解性能和增稠效率。如何對瓜爾膠高分子鏈進(jìn)行分子設(shè)計和修飾，提高其溶解性能和增稠效率一直是備受關(guān)注的問題之一。本文將不同的醇和聚丙烯酰胺溶解到瓜爾膠高分子水溶液中，期待通過引入醇類分子或者聚丙烯酰胺高分子與瓜爾膠高分子之間相互作用來提高瓜爾膠高分子的溶解性能、增稠效率和使用范圍。取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

　?、磐ㄟ^測定異丙醇和乙二醇對瓜爾膠高分子水溶液黏度的影響，發(fā)現(xiàn)隨著異丙醇的加入，瓜爾膠高分子水溶液的特性黏數(shù)逐漸減小，Huggins相互作用參數(shù)會逐漸增加；與此相反，隨著乙二醇的加入，瓜爾膠高分子水溶液的特性黏數(shù)逐漸增加，Huggins相互作用參數(shù)卻逐漸減小。醇和瓜爾膠高分子之間締合導(dǎo)致高分子鏈?zhǔn)杷再|(zhì)和空間位阻效應(yīng)的改變，是異丙醇和乙二醇對瓜爾膠高分子水溶液黏度行為影響顯著不同的根本原因。
　　⑵通過測定不同水解度聚丙烯酰胺對瓜爾膠水溶液黏度的影響，發(fā)現(xiàn)部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）大分子與瓜爾膠大分子摩爾比為1∶1時，體系粘度最大，且這個最大值不隨HPAM水解度的變化而變化，在一定的剪切速率范圍內(nèi)，也不隨著剪切速率的變化而變化。這是由于，當(dāng)HPAM加到瓜爾膠水溶液體系中，兩種大分子互相纏結(jié)，相互作用，形成了類似梯形結(jié)構(gòu)的互穿網(wǎng)絡(luò)，在此結(jié)構(gòu)中，分子間的氫鍵隨著剪切速率的不斷增大，迅速的解離再形成，因此體系能夠較好的保持高粘度狀態(tài)。

　?、峭ㄟ^對已有的稠化劑和交聯(lián)劑進(jìn)行測試和改進(jìn)，最終選用瓜爾膠衍生物羥丙基瓜爾膠（HPG）和水解度為11.7％的HPAM。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們合成了一種性能優(yōu)異的交聯(lián)劑：有機(jī)鋯交聯(lián)劑。配合一定的助劑，通過測定聚丙烯酰胺與瓜爾膠復(fù)合體系（體系的HPG/HPAM摩爾比為1∶1）溶液的流變行為，探索出一種增粘效果更好，性能價格比更高的復(fù)合稠化劑體系，即在200℃、170s-1剪切速率下連續(xù)剪切2小時后，黏度能維持在80mPa·s以上的耐溫耐剪切高溫增稠體系。