第一章 高聚物熔体的流变性质
主要内容：（1）液体的流动类型 （2）高分子熔体的流动特征 （3）影响高聚物熔体粘度的因素 （4）高聚物熔体弹性效应的表现 （5）高聚物熔体粘度的测量方法
难点内容：弹性效应的理解
掌握内容：（1）牛顿流体和非牛顿流体的流动特征
（2）高聚物熔体的流动特征及影响流动温度的因素 （3）影响切粘度的结构因素及外在因素
理解内容：（1）高聚物熔体的流动机理
（2）高聚物熔体弹性效应的机理、现象及影响因素
了解内容：（1）高聚物熔体粘度的测量方法 （2）拉伸粘度的基本情况
§8 高聚物的基本流变性质 §8、1流变学的基本概念简介
一、流动的方式 1、速度方向 2、速度梯度方向 剪切流动 a 库爱特（拖流动）
b 泊肃叶（压力流）
拉伸流动
速度方向平行速度梯度方向 二.流体的基本类型
γγ
?
==?=?=dt
d dt dy dx dy dt dx dY dv 11
(1) 牛顿流体
στ=η·γ (η为常数) 熔体结构不变 (2) 非牛顿流体 表观粘度ηa =
γ
τ
σ?
a. 胀塑流体
n k a γ
γηστ?
?
==?
γ↑ ηa b. 假塑性流体
στ=ηa γn
(n<1)
γ↑.ηa ↓ (剪切变稀)
c. στ=σb + k γn
三.假塑性流体的基本特性
习题
1.名词解释
牛顿流体 非牛顿流体 假塑性流体 胀塑性流体 Bingham 流体 零切粘度 表观粘度 熔融指数 第一法向应力差 挤出胀大 真实粘度
2.大分子流动是如何实现的？
3.大分子流动的基本特征是什么？
4.流体流动的基本类型有哪些？分别用τ－γ、η－γ、lg τ－lg γ、lg η－lg γ曲线示意图。
5.分析假塑性流体流动的η－γ曲线，并从分子运动论的角度给予解释。
6.为什么粘流态高聚物的表观粘度小于其真实粘度？
7.用分子运动论的观点解释下列曲线：
(1)分子量对粘度的影响 (2)分子量分布对粘度的影响（α1,α2为分布指数）
(3)柔顺性对粘－温特性的影响 (4)柔顺性对粘－切特性的影响
8.为了降低聚合物在加工中的粘度，对刚性和柔性链的聚合物各应采取哪些措施？
9.为了提高聚合物熔体在加工中的粘度的稳定性，对刚性柔性链聚合物各应严格控制哪些工艺条件？
10.试解释聚合物粘流态的粘度－温度等效性。
11.何为粘流活化能？它是在什么条件下测定的？刚性和柔性链的聚合物粘流态的粘流活化能大小如何？对加工有何影响？
12.何为非牛顿指数？它是如何测定的？刚性和柔性链的聚合物n 值大小如何？与加工有何关系？
13.比较HDPE和LDPE的下列参数大小：（分子量及分布相同）
(1)η0
(2)△Eη
(3)η∞
14.已知PIB 和PE的粘流活化能分别36.97×103J/mol和23.36×103J/mol。若使它们在148.9℃时的粘度降低一半，则温度各应升至多少度？（假定在γ→0的范围）
15.聚苯乙烯的熔体粘度在160℃时为1×103泊，试用WLF方程计算试样在120 ℃时的粘度。
16.高聚物熔体产生弹性效应的本质是什么？
17.高聚物熔体弹性效应有哪些表现？
18.用流变学观点说明高分子材料的非牛顿性表现在哪些方面？
19.高聚物熔体的弹性表现在哪些方面？它们对高聚物制品的性能各有什么影响？
20.说明填料的用量、粒径、比表面积和比表面自由能的大小对粘度和尺寸稳定性影响。
21.为什么在胶料中加入少量的再生胶可以提高其流动性和制品尺寸稳定性？
22.何为挤出胀大现象？举例说明减少胀大比的措施。
23.何为不稳定流动？聚烯烃熔体不稳定流动的类型有哪些？举例说明提高流动稳定性的措施。
24.在聚合物加工成型中，挤出机的柱塞负荷和温度因素对熔体粘度的影响如何？为控制分子链刚、柔程度不同聚合物熔体的流动性，应怎样考虑上因素？为什么？
25.PP 在用以上制造丙纶时什么要求分子量分布要窄，而用做塑料制品时要求分布要宽？
26.用于注射成型和熔融成纤的高聚物各自对分子量分布有不同的要求，为什么？
附表：
影响表观切粘度、粘流活化能及非牛顿指数的因素
习题解答
1.名词解释
牛顿流体：粘度不随剪切应力和剪切速度的大小而改变，始终保持常数的流体。 非牛顿流体：凡是不符合牛顿流体公式的流体，统称为非牛顿流体。 假塑性流体：流体粘度随着减切速度增大而减小的流体。 胀塑性流体：流体粘度随着减切速度增大而增大的流体。
Bingham 流体：当受到的剪切应力小于某一临界值r σ时不发生流动，而超过r σ时可以像
牛顿流体一样流动的流体。
零切粘度：对于非牛顿流体，剪切速度趋于零的粘度，即00
lim ηηγ→=。
表观粘度：对于非牛顿流体，剪切应力s σ与剪切速度γ 的比值，即γση /s a = 。
熔融指数：在一定温度下，熔融状态的高聚物在一定负荷下，十分种内从规定直径和长
度的标准毛细管中流出的重量（克数）。
第一法向应力差：当非牛顿流体处于稳定剪切流动时，从中切出一个立方小体积元，并
且规定空间1为流体流动的方向，方向2与层流平面垂直，
222111)(γγψσσ =-=N ，1N 称为第一法向应力差。
挤出胀大：当高聚物融体从小孔、毛细管或狭缝中挤出时，挤出物的直径或厚度会明显
的大于模口尺寸，这种现象叫挤出胀大。
真实粘度：聚合物在流动过程中同时由不可逆的粘性流动和可逆的高弹性变两部分所共
同表现出来的体系粘度值。
2.大分子流动是通过链段的位移来实现的。
3.（1）高分子运动是通过链段位移来实现完成的。 （2）高分子流动不符合牛顿流体的流动规律。 （3）高分子流动时拌有高弹形变。
4.流体流动的基本类型有牛顿流体和非牛顿流体，其中非牛顿流体还可以分为假塑性流体、胀塑性流体和Bingham 流体。
5.在假塑性流体流动的η-γ曲线中，可以看出非牛顿指数随着剪切速率的增大而减小。因为随着剪切速率的增大，分子链之间解缠结,处于不同流层之间的高分子链受到速度的剪切,力图进入同一流速层,导致高分子在流动方向上的取向,因此非牛顿指数随着剪切速率的增大而减小。
6.由于高聚物的流动过程中同时含有不可逆的粘性流动和可逆的高弹形变两部分,使总形变增大,而粘流态高聚物的表观粘度是对不可逆部分而言的,所以粘流态高聚物的表观粘度小于真实粘度.
7.（1）在分子量较小时，高聚物粘流活化能小，分子链段的缠结也少，分子链段能够在剪切力作用下充分运动；大分子量增大，分子链段的缠结较多，在剪切速度增大的条件下，分子链段的运动跟不上外界条件的变化，表现为非牛顿性，但是剪切速度减小时，分子链段又能够充分运动，表现为牛顿性。
（2）由曲线可以看出,1α的分布指数比2α大。因为熔体的剪切粘度与主要与重均分子量有关，在临界分子量以上，零切粘度与重均分子量的的3.4次方成正比，由零切粘度的高低，可以判断分子量的分布。从分子运动论的观点，分子量分布宽的聚合物，随着剪切应力的增大，小的分子链首先解缠结，发生延流动方向上的取向，导致高聚物粘度快
速降低。
（3）由曲线可以看出,聚合物2的柔顺性比聚合物1好。因为在较低的温度下，柔顺性好的聚合物分子链段容易运动，链段之间的缠结易于打开，体系粘度低，另外，刚性聚合物的粘流活化能较柔性聚合物的大，粘度温度变化影响大。
（4）由曲线可以看出,聚合物1的柔顺性比聚合物2好。因为随着剪切速度的增大，柔性分子链易通过链段运动而使大分子取向，体系粘度降低，而刚性高分子链段长，在极限情况下只能有整个分子链的取向，所以体系粘度对剪切速度的变化不明显。
8.刚性链的聚合物，流动活化能较大，只有在较高的温度下，分子链的热运动能量才大到足以克服刚性分子的较大的内旋转位垒，所以其粘度对温度敏感性大，可以通过采用升高加工温度的方法来降低聚合物的粘度。柔性分子链的聚合物，链内旋转的位垒低，流动活化能低，其粘度对加工温度的变化不明显，但是对剪切速度较明显，因此，可以采用减小辊距，增大剪切速度的方法来降低体系的粘度。
9.由于刚性分子链粘流活化能很大，粘度对温度的变化很敏感，所以控制加工过程中的温度是稳定体系粘度的重要工艺条件；而柔性分子链的体系粘度对剪切速度十分敏感，所以在加工过程中应严格控制辊距，适当的剪切速度是稳定粘度的重要工艺条件。
10.升高温度，熔体的自由体积增加，链段的活动能力增加，分子间的相互作用力减弱，使高聚物的流动性增大，熔体粘度随温度升高以指数方式降低，即在C g g O
+T →T 100范围内，符合WLF 方程，即：Tg
T Tg T T -+-==6.51Tg)
-T 44.17lg )()(lg
（αηη,所以熔体粘度可以通
过转换因子T α来转换，即粘度—温度等效性。
11.粘流活化能定义为流动过程中，流动单元用于克服位垒，由原位置迁跃到附近的“空穴”所需要的最小能量，用η?E 表示。粘流活化能是在θ条件下测的。刚性分子链的粘流活化能较柔性分子链大。由于刚性分子的粘流活化能较大，粘度对温度敏感，在加工过程中，所以在加工过程中应该严格控制体系的温度，以保证体系粘度的稳定。
12.非牛顿指数是表征偏离牛顿流动的程度的指数，用字母n 表示。它等于在双对数坐标中曲线的斜率，即γσ
ln ln d d n =
。在相同的加工温度和剪切速度下，柔性分子链的非牛顿指数要比刚性分子链的小些，即非牛顿性越显著。在加工过程中，加工温度的下降，剪切速度的升高，填料量的增大，都会使材料非线性性质增强，从而使n 值下降。
14.粘度与温度有如下关系：RT
Ae
/ηη?E = ，两边取对数，得：RT
A ηη?E +
=ln ln ，设
T 1 为初始状态，T 2为末状态，得：)1
1(ln 2
121T T R -?E =ηηη （1），对于
PIB,mol J /10*97.363=?E η,对于PE,mol J /10*36.233=?E η,T 1为148.9℃，所
以将相关数值带入（1）得出：C T PIB ?
=6.1782，C T PE ?
=0.1982
15.已知WLF 方程如下：Tg
T Tg T T -+-==6.51Tg)
-T 44.17lg )()(lg
（αηη，PS 的Tg 为100℃，带入WLF
方程，得：
373
4336.51)373433(44.17)()433(lg
-+--=Tg K ηη，得12
10*38.2)(=Tg η泊，再带入公
式， 373
3936.51)373393(44.17)()393(lg
-+--=Tg K ηη，得：710*20.3)393(=k η泊。
16.高聚物熔体产生弹性效应的本质是高聚物熔体的法向应力差。
17.高聚物熔体的弹性效应有：韦森堡效应，挤出物胀大，流动的不稳定性和熔体破裂现象。
18.从流变学观点说，高分子材料的非牛顿性表现在:Weissenberg 效应，挤出胀大现象，不稳定流动和熔体破裂现象，无管虹吸，拉伸流动和可纺性，各级次级流动，孔压误差和弯流压差，湍流减阻效应，触变形和震凝性。
19. 高聚物熔体的弹性效应表现有：韦森堡效应，挤出物胀大，流动的不稳定性和熔体破裂现象。利用韦森堡效应可以设计一种圆盘挤出机，熔融的物料从加料口加入，在旋转流动中沿轴爬升，而后从轴心处的排料口排出，用作橡胶加工的螺杆挤出机的喂料装置，可以提高混合效果和改善挤出稳定性。挤出物胀大现象，会使通过毛细管或狭缝的高聚物的尺寸明显大于模口尺寸。流动的不稳定性和熔体破裂现象，会影响挤出物的表面光滑，使其表面依次出现粗糙、尺寸周期性起伏，直至破裂成碎块等种种畸变现象。
21.因为再生胶料多是由轮胎胶粉碎脱硫后得到的，其中高分子链段比较短，并且含有一定量的无机填料以及增塑剂等各类助剂，因而加入胶料后可以提高胶料的流动性；因为无 机填料以及小分子物质的加入，使高分子含量减少，体系模量增加，制品稳定性提高。
22.当高聚物熔体从小孔、毛细管或狭缝中挤出时，挤出物的直径或厚度会明显地大于模口的尺寸，这种现象叫做挤出物胀大，或称离模膨胀，亦称巴拉斯（Barus ）效应。
减小挤出物胀大的措施可以分为加工方面和材料方面。其中加工方面可以采用减小剪切速率，增大模口的长径比的方法；材料方面（在剪切速率和加工温度一定的情况下），可以采用选用分子量小的材料，降低分量的分布宽度，避免分子链上有长的支链，加入填料等方法。
23.当剪切速率不大时，高聚物熔体挤出物的表面光滑，然而，剪切速率超过某一临界值后，随着剪切速率的继续增大，挤出物的外观依次出现表面粗糙（如鲨鱼皮状或桔子皮状）、尺寸周期性起伏（如波纹状、竹节状和螺旋状），直至破裂成碎块等种种畸变现象，这些现象这些现象一般统称为不稳定流动。
聚烯烃熔体的不稳定流动可以归为两类：一类称为LDPE （低密度聚乙烯）型。破裂特征是先呈现粗糙表面，当挤出剪切速率超过临界剪切速率crit γ 发生熔体破裂时，呈现无规破裂状，属于此类的材料多为带有带支链或大侧链的聚合物，如聚苯乙烯、丁苯橡胶、支化的聚二甲基硅氧烷等。另一类称为HDPE （高密度聚乙烯）型。破裂特征是先呈现粗糙表面，而后随着剪切速率的增高逐步出现有规则的畸变，如竹节状、螺旋形畸变等。剪切速率很高时，出现无规破裂。属于此类的材料的多为线性分子聚合物，如聚丁二烯、乙烯-丙烯共聚物、线性的聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯等。 影响因素：（1）口模形状和尺寸：口模的入角和定型长度对LDPE 型熔体有较大影响，适
当改造入口区，将入口角减小为喇叭口型时，挤出物的外观有明显的改
善，且开始发生熔体破裂的临界剪切速率crit γ （或临界剪切应力crit σ）
增高。口模定型长度约长，弹性能松弛越多，熔体破裂程度越轻。
（2）挤出工艺条件与物料性质的影响：升高料温，熔体温度升高，粘度下降，
会使松弛时间缩短，从而使挤出物外观得以改善。平均分子量w M 大的物料，最大松弛时间长，容易发生熔体破裂，而在平均分子量相等的条件下，分子量较宽（n
M w
M 较大）的物料的挤出行为较好，发生熔体破
裂的临界剪切速率crit γ 较高，因为宽分布试样中的低分子量级份的增塑
作用。填料的作用，不论填加填充补强剂还是软化增塑剂，都有减轻熔体破裂程度的作用，一是因为某些软化剂的增塑作用，二是因为填料本身无熵弹性，填入后使能够发生破裂熔体比例减少。
24.柱赛负荷越大，熔体粘度越低，温度越高，熔体粘度越低。刚性分子链粘流活化能大，
对于熔体温度变化敏感，控制其流动性主要是控制熔体温度；柔性分子链的粘度对剪切速率变化敏感，控制其流动性主要是控制控制柱赛的负荷。
25.因为PP 用于制造丙纶时，采用的是熔融纺丝的方法，平均分子量低的纤维容易产生
毛细破裂（微裂纹），而分子量高的纤维易发生内聚破坏，因此分子量偏中的物料可纺性最好，当平均分子量接近时，分子量分布宽的材料拉伸年度高，从而可纺性差，而窄分布的物料的拉伸比值最大，即分子量分布要求窄些。
PP用作塑料制品时，采用的是普通的挤出工艺，要求有良好的加工性，即使物料有低的粘度值、加工温度和剪切速度，以保证稳定挤出以及良好的制品的质量，宽的分子量分布结构，其中的小分子部分起到了增塑剂的作用，符合上述加工要求。
26.用于熔融成纤的高聚物，平均分子量低的纤维容易产生毛细破裂（微裂纹），而分子
量高的纤维易发生内聚破坏，因此分子量偏中的物料可纺性最好，当平均分子量接近时，分子量分布宽的材料拉伸年度高，从而可纺性差，而窄分布的物料的拉伸比值最大。
注射成型的高聚物，要求有良好的加工性，即使物料有低的粘度值、加工温度和剪切速度，以保证稳定挤出以及良好的制品的质量，宽的分子量分布结构，其中的小分子部分起到了增塑剂的作用，符合上述加工要求。
附表：
影响表观切粘度、粘流活化能及非牛顿指数的因素
护肤品的肤感与流变性关系的研究 工104班（10101785）张瑜 摘要：当今，化妆品已成为人民生活的必需品。随着精细化工、生命科学、分子生物学、高新技术的迅速发展，化妆品的科技内涵也随之提升，产品各项特性已愈来愈受到社会民众与各国有关管理部门的关注。化妆品具有安全性、稳定性、功效性和使用性。其中使用性是评价化妆品好坏的重要性质。化妆品的感观评价和流变特性是约束其使用性的主客观评价方法。贯穿在化妆品的配方、生产、运输和使用过程中。 本文简要介绍了化妆品流变学的定义，系统综述了流变学在判断化妆品流体类型、化妆品生产、稳定性考察及肤感评价等方面的应用，重点阐述了流变学在表面活性剂、乳状液、凝胶等化妆品体系中的研究进展，指出了在未来开发化妆品过程中，通过流变学将微观结构和产品特性联系在一起的发展方向。 关键词：护肤品，肤感，流变性 1 研究背景 1.1 介绍 流变一词来源于希腊语“hteo”—意为流动。流变学是研究物质在力的作用下变形和流动的科学,是研究材料在应力、应变、温度、湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动规律的学科,属于力学的一个分支,它的主要研究对象是非牛顿流体。 化妆品流变学是化妆品、化学、流体力学间的交叉学科,主要研究的是化妆品受外力和形变作用的结构。由于化妆品物料的流变特性与食品的质地稳定性和加工工艺设计等有着重要关系,所以通过对化妆品流变特性的研究,可以了解化妆品的组成、内部结构和分子形态等,能为产品配方、加工工艺、设备选型及质量检测等提供方便和依据。 感官评价是人们判断化妆品品质好坏的重要手段，而流变特性可以用来客观地确定当产品被应用到皮肤的感觉，这可以帮助缩短研究和开发时间，为化妆品开发提供便利。因此，建立起流变特性与感官评价之间的相关性，建立起主观与客观之间的联系，可以对化妆品的使用感觉和效果做出正确评价。 2 文献综述 王硕在《化妆品感官评价与流变学研究进展》一文中提出化妆品感官评价是人们判断化妆品品质好坏的重要手段。感官评价是通过视觉、嗅觉、触觉、味觉和听觉所引起
加工流变性能 橡胶等热塑性高分子材料的加工过程是在黏流化温度Tt附近进行的。高分子熔体受外力作用时，不但有流动，而且有变形。这种流动和变形行为强烈地依赖于高分子的结构和外界条件(例如力、温度、时间等)，这些行为称为流变性。研究加工过程中的流动和变形的科学称为加工流变学。 流体力学认为流体的流动有层流和湍流之分。在流动速度不大时流体的流动是层流，在流动场中，流体的流线有一定的层次，即质点的运动速度分布有一定的层次，这种流动属于稳定(态)流动。当流动速度很大或遇到障碍时，流体的流线紊乱，由层流变为湍流，称不稳定流动。由于高分子的黏度很大，在加工条件下，一般流动较慢，多数情况是稳态流动。但有时出现不稳定流动，是熔体弹性变形引起的，也称弹性湍流，主要表现为弹性效应和熔体破裂等现象。 加工流变性能主要包括材料的流动性和流动中的弹性效应和熔体破裂现象。对材料设计和加工工艺条件的确定有重要意义。 一、稳态流动特征——非牛顿型流动 按质点在流动场中的速度分布，可将流体简单地分为剪切流动和拉伸流动两类。 (一)剪切流动 剪切流动是流体在流动过程中产生横向速度梯度场的一种流动，速度梯度的方向与流动方向相垂直，如图4—117所示意。剪切流动中，在链段运动的带动下大分子链发生平移运动和转动。橡胶加工中的开炼、密炼、挤出、压延等工艺均是在剪切流动中实现的。在稳态剪切流动中，通常用两个基本参数即切应力(r)和切变速率(y)表征，根据r和y的关系，分为牛顿型流动和非牛顿型流动。
与切变速率呈正比： 式中， 称为黏度系数或牛顿黏度，简称黏度，是与温度和压力有关的材料常数，单位为帕·秒(Pa·S)。 呈牛顿型流动的流体为牛顿流体，是最典型、最基本的流体。低分子物质大都属于牛顿流体。高分子稀溶液和在很低切变速率下的高分子熔体可以近似简化为牛顿流体。 黏度是分子内摩擦的宏观量度。黏度大表示流动时阻力大，即流动性差；黏度小表示流 动性好。顺便提一下．由于力场的形式不同，呈现出不同的流动类型，内摩擦的变化也不同，故存在不同形式的黏度。在剪切流动中的黏度称为剪切黏度，在拉伸流动中的黏度称为拉伸黏度，在交变力场中的流动，其黏度称为复合黏度。在查阅文献时应注意它们的不同及 相关性。
【摘要】本文介绍了卡拉胶的结构及其在物理化学等方面的性能，阐述了国内卡拉胶常用的提取方法及其在食品工业中的应用，最后分析了卡拉胶的发展前景。 【关键词】卡拉胶；结构；性能；提取方法；应用 carrageenan and the application of carrageenan zhao jing-kun （college of chemical science and engineering， qingdao university， qingdao shandong， 266071， china） 0 引言 卡拉胶又名角叉菜胶、鹿角藻胶，是从红藻中提取的一种高分子亲水性多糖，具有极高的经济价值，是世界三大海藻胶工业产品（琼胶、卡拉胶、褐藻胶）之一。卡拉胶为食品添加剂，而食品级的卡拉胶为白色至淡黄褐色、表面皱缩、微有光泽的半透明片状体或粉末状物，无臭无味，口感粘滑。卡拉胶形成的凝胶是热可逆性的，即加热融化成溶液，溶液放冷时，又形成凝胶。卡拉胶因具有良好的保水性、增稠性、乳化性、胶凝性和安全无毒等特点而广泛应用于食品工业中。 1 卡拉胶的结构 卡拉胶的化学结构是由d-半乳糖和3， 6-脱水-d-半乳糖残基所组成的线形多糖化合物。而根据半酯式硫酸基在半乳糖上所连接的位置不同，卡拉胶又可分为7种类型：k-卡拉胶、l-卡拉胶、r-卡拉胶、λ-卡拉胶、？谆-卡拉胶、φ-卡拉胶、ξ-卡拉胶。而目前生产和使用的有k-型、l-型和λ-型卡拉胶或它们的混合物，尤其以k-型多见。 2 卡拉胶的性能 2.1 凝胶性 卡拉胶的凝胶性能主要与其化学组成、结构和分子大小有关。卡拉胶凝胶的形成分为四个阶段：卡拉胶溶解在热水中时分子为不规则的卷曲状；温度下降的过程中其分子向螺旋化转化，形成单螺旋体；温度再下降，分子间形成双螺旋体，为立体网状结构。这时开始有凝固现象；温度再下降，双螺旋体聚集形成凝胶。 2.2 溶解性 卡拉胶都能溶解于70℃以上的温水中，一般硫酸根含量越多越易溶解。在水中卡拉胶首先形成胶粒，加入蔗糖、甘油等可以改善其分散性，或用高速搅拌器打破胶团达到分散效果。为促进卡拉胶的溶解，在食品工业生产中，一般使用80℃以上的热水对其进行溶解分散。 2.3 稳定性 在中性或碱性溶液中卡拉胶很稳定，ph值为9时最稳定，即使加热也不会发生水解。在酸性溶液中，尤其是ph=4以下时易发生酸催化水解，从而使凝冻强度和粘度下降。成凝冻状态下的卡拉胶比溶液状态时稳定性高，在室温下被酸水解的程度比溶液状态小得多。 2.4 反应性 卡拉胶与其它水溶性大分子相比最大的不同之处在于它可以和蛋白质反应。卡拉胶分子上的硫酸根具有极强的负电荷。而蛋白质是一种两性物质，在等电点以下氨基酸和卡拉胶因持相反电荷而结合产生沉淀，在等电点以上的条件下，二者持相同电荷，有多价阳离子作为胶联剂和卡拉胶结合形成亲水胶体，在等电点，由于多价阳离子为胶联剂与卡拉胶相结合而形成沉淀。 2.5 流变性 卡拉胶溶液粘度随浓度增大而呈指数规律增加，随温度升高呈指数规律下降。而在恒温状态下，随时间的增长，大分子开始解离，分子间缠绕减少，溶液粘度下降。卡拉胶溶液的粘度随ph的增大而增大，酸性增大促进卡拉胶分子解离并中和其电性，削弱了半酯化硫酸根
全球知名的中国卡拉胶专业制造商 上海北连生物科技有限公司位于中国上海浦东开发区，是一家专业从事亲水胶体研发、生产和销售的科技型企业。公司的主要产品是卡拉胶、魔芋胶、琼脂及其复配产品。公司在上海拥有中国规模最大的直接面对国际市场的卡拉胶工厂和魔芋胶工厂。公司的卡拉胶工厂，直接采用菲律宾、印度尼西亚洁净海域的优质海藻，通过先进的加工工艺、完善的萃取技术生产出品质优异的产品，产品质量达到欧盟标准，除国内各大厂商外，直接销售到美国、欧洲、日本和东南亚等世界各地。 另外，公司也是中国魔芋园艺协会的理事单位，在魔芋产地建立了稳定的原料基地，并对魔芋胶市场应用进行了新的研究和开发，可以满足不同层次的市场需求。 公司作为中国科学院海洋研究所的研究基地，BLG拥有专业的研发机构及其团队，同时与国内外的一些大型科研机构和高等院校有着广泛而深入的合作与交流，生产的专业化和市场的国际化为我们赢得了客户的赞美和认同。 公司秉承一贯的社会责任感，坚持不断的创新和突破，追求产品的最高品质和完善服务，为国内外客户提供安全、健康、优质的系列产品。
上海北连生物科技有限公司重视产品质量管理和食品安全，将产品质量和安全问题贯穿于生产经营全过程，从原辅料的源头到成品的各环节进行严格管控，确保产品品质稳定和安全。 在质量管理方面，通过ISO9001:2000质量管理体系认证、ISO22000：2005和HACCP食品安全管理体系认证。 为适应不同地区消费习惯，取得了世界食品领域内的KOSHER认证(犹太食品认证)及HALAL认证(清真食品认证)。 卡拉胶在肉制品中的应用 一.卡拉胶的化学组成 卡拉胶是从麒麟菜、鹿角叉菜中提取的海藻多糖的统称，由于麒麟菜的种类与产地的不同以及加工工艺的区别，所得到的卡拉胶也不尽相同。因此卡拉胶只是一个广义的名称。商品卡拉胶相对分子量在10万道尔顿以上。目前已投入商业化生产的主要有：Kappa（卡帕）型卡拉胶、Iota（阿欧塔）型卡拉胶和Lambda （莱姆达）型卡拉胶。к-型卡拉胶由α（1→3）-D-半乳糖-4-硫酸盐和β（1→4）-3，6-脱水-D-半乳糖的部分硫酸酯基所组成，ι-型卡拉胶在所有D-半乳糖基上的4-位上衍生有硫酸酯基团，在3，6-脱水-D-半乳糖上衍生有2-硫酸酯基团。λ-型卡拉胶与其他两种不同的是，在β（1→4）-D-半乳糖上有两个硫酸酯。由于结构上的细小差别，使得卡拉胶本身性能和用途上有很大的不同。Kappa型卡拉胶在水中可以形成可逆的、硬的和脆的凝胶，Iota型卡拉胶可形成热可逆的、柔软的和有弹性的凝胶，Lambda型卡拉胶则不会形成凝胶，但有增稠作用。因此在肉制品中使用的卡拉胶多为Kappa型卡拉胶。 二.肉制品卡拉胶的凝胶保水作用 卡拉胶是肉制品中重要的保水成分，一般而言，淀粉吸水比例为1：2；大豆蛋白的吸水比例为1：4；而卡拉胶的吸水比例可达1：40-50；这完全归功于卡拉胶的特殊性能。其一，卡拉胶得分子结构中含有强阴离子性硫酸酯基团，能和游离水形成额外的氢键；其二，卡拉胶能和蛋白反应，形成强有力的三维空间结构—凝胶；结合这两点，卡拉胶就能牢牢的把游离水份“锁住”。卡拉胶形成的凝胶一般是热可逆凝胶，加热凝胶融化成溶液，冷却时又形成凝胶。卡帕型卡拉胶一般能完全溶解于70℃以上的热水中，冷却后形成结实但脆弱的可逆性凝胶，其凝胶强度、黏度和其他特性很大程度上取决于卡拉胶的类型和分子质量、体系
聚乙烯及其共混物改性沥青的微观结构与流变性能研究 本文以聚乙烯及其共混物改性沥青为研究对象,通过改变聚乙烯分子量、共混物的比例等实验条件来调控相分离结构,使改性沥青具有高模量、高弹性的流变性能,从而改善其抗车辙性。在此基础上,研究废旧聚乙烯改性沥青,探索绿色环保改性沥青材料的制备与性能。 考察不同分子量的聚乙烯对沥青性能的影响。研究发现,随着分子量的增大,沥青的复合模量和复合黏度越高,相位角越低。 聚乙烯分子量较低时,其改性沥青体系会形成海-岛(分散相-基体相)结构,其中聚乙烯以滴液状分散相的形式分布在沥青基体中。对高分子量的聚乙烯改性沥青而言,相分离结构仍然表现为分散相-基体相的特征,但由聚乙烯组成的分散相外形并不规则,部分呈球状,部分呈长条状。 通过DSC测试发现分子量最高的聚乙烯的熔点温度最高,它改性的沥青稳定性好,且该体系在流变学测试中具有最高的复合模量和复合黏度,反映了较好的抗变形能力、及抗车辙能力。基于前一部分的研究结果,选择抗车辙性能最好的一种聚乙烯为沥青改性剂的一种,并添加热塑性弹性体SBS,采用PE/SBS共混来复合改性沥青,以望进一步提高沥青材料的弹性性能,即形变回复能力。 研究发现,当SBS占主要成分时,改性沥青体系对温度的依赖性更强。而当结晶性PE占主要成分时,由于PE具有较大的熔融焓变值,PE富集相晶态-非晶态的相转变,导致改性沥青在低于PE熔点温度的某个范围内出现流变稳定“平台”,改善了沥青的温度敏感性,增强其高温抗车辙性能。 基于以上研究,以废旧聚乙烯为主体,加入第三组份(聚乙烯相容剂,热塑性弹性体,胶粉)改性沥青。研究发现,随着第三组分含量增多,沥青的复合模量和复
卡拉胶的交互作用特性及其在食品工业中的应用 刘 芳,沈光林,彭志英 (华南理工大学食品与生物工程学院,广东广州 510640) 摘 要 对卡拉胶与电解质、食品胶和蛋白质等之间的交互作用特性进行了研究,同时对卡拉胶在食品工业中的研究进展进行了综述。关键词 卡拉胶;交互作用;应用 Abstract This paper rev iew s the interaction characteristics between Carrageenan and electrolyte,others food g els and protein.T he main applications and research advances of Carrag eenan in food industry are also intro duced in details here in order to provide references for making better use of Carrageenan.Key words carrageenan;interaction characteristics;application * 收稿日期:2000-06-18;修订日期:2000-06-28. 作者简介:刘芳(1971年生),女,云南宣威人,博士研究生,主攻食品生物技术. 0 前 言 食品胶是现代食品工业中不可缺少的食品添加剂,其主要来源有海藻、植物、动物和微生物。在食品加工中,食品胶在增稠、乳化稳定、凝胶、保水、组织结构和结晶控制、成膜等方面起着极为重要的作用。 卡拉胶是一类从红藻中提取出来的水溶性多糖,始于爱尔兰。在20世纪50年代,美国化学学会将它正式命名为Carrageenan 。20世纪60年代Rees 等人[1,2]对卡拉胶的组成和结构进行了深入的研究,证实卡拉胶是由1,3- -D-吡喃半乳糖和1,4- -D-吡喃半乳糖作为基本骨架交替连接而成的线性多糖。根据半酯式硫酸基在半乳糖上连接的位置不同,可分为7种类型,分别用希腊字母 -、!-、?-、#-、?-、%-、&-来表示,目前在工业上生产和使用的卡拉胶主要为 -、?-和?-卡拉胶3种,其分子结构见图1。 图1 3种主要卡拉胶的结构式 卡拉胶的反应活性主要来自半乳糖残基上带有的 半酯式硫酸基(ROSO 3- ),它具有较强的阴离子活性,是一种典型的阴离子多糖。商品化卡拉胶的相对分子质量随着所用原料和生产工艺的不同而有显著性的差异,一般的相对分子质量在105~106之间[3],卡拉胶的相对分子质量对其性能和用途有显著的影响。 卡拉胶性能优良,表现出优异的凝胶特性和流变特性,同时与其它食品胶具有广泛的配伍性和协同增效作用,与蛋白质具有强烈的交互作用和乳化稳定作用。因此,卡拉胶在食品、医药、日化及其它科研领域有着极为重要的应用。虽然卡拉胶的生产历史比琼胶短,但目前卡拉胶的年产量已突破2.5万t,超过琼胶产量1倍多。目前卡拉胶的市场需求量每年仍以5%~10%的速度递增[4]。 1 电解质对卡拉胶流变特性的影响 各种电解质一方面中和了卡拉胶半酯式硫酸基的负电荷,降低了卡拉胶与电解质的相互作用力,减小了大分子的伸展性;另一方面加入的电解质降低了大分子的亲水性,使水化层变薄,导致水溶液的粘度下降,其中磷酸氢二钾和磷酸氢钙对水溶液的影响最大。 添加钾盐、铵盐、钙盐可大幅度提高卡拉胶的凝胶强度,而钠盐对该溶液的影响较小,只有高浓度的氯化钠和碳酸钠才能使卡拉胶的凝胶强度有一定程度的提高,而一些具有螯合作用的钠盐,如焦磷酸钠、六偏磷酸钠会螯合卡拉胶中的一些多价阳离子而降低卡拉胶的 食品添加剂冷饮与速冻食品工业2000(4)
第24卷第7期高分子材料科学与工程 Vo l.24,No.7 2008年7月 POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Jul.2008 茂金属低密度聚乙烯的流变性能 杨继萍,李 丽 (北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100083) 摘要:利用RH 2000型双管挤出毛细管流变仪对mL L DPE 1018FA 进行流变性能测试,得到一系列流变曲线,发现mL LDP E 具有比较特殊的流变性能,如高的熔体表观黏度、高剪切速率下的黏度反转等。计算了这种聚乙烯树脂的粘流活化能和非牛顿指数,给出了二者与剪切速率的定量方程,考察了温度对其流变性能的影响,为这种树脂的加工提供了基础数据。 关键词:茂金属低密度聚乙烯;流变性能;表观黏度;粘流活化能;非牛顿指数 中图分类号:T Q 325.1+2 文献标识码:A 文章编号:1000 7555(2008)07 0129 03 收稿日期:2007 01 09;修订日期:2007 05 11 基金项目:留学回国人员科研启动基金资助 联系人:杨继萍,主要从事功能高分子和导电纤维研究, E mail:jyang@https://www.doczj.com/doc/5e18865781.html,. 随着茂金属催化聚乙烯的工业化,人们越来越关注茂金属催化聚乙烯如线形低密度聚乙烯(mLLDPE )的加工流变性能。mLLDPE 与传统线形低密度聚乙烯(LLDPE)不同,结构上相对分子量分布窄、共聚单体分布均匀,因此在相同分子量大小时,mLLDPE 具有比通用LLDPE 更好的物理和力学性能,但这一结构上的优越性也使得mLLDPE 的熔体黏度较大,导致mLLDPE 的加工性能不好,因此目前的研究主要集中在添加助剂[1,2]或与其它PE 共混[3~7]以改善m LLDPE 本身加工流变性能,很少有十分系统和详细的关于mLLDPE 本体流变和加工性能的研究。本文主要研究了EXXON 公司的新型茂金属催化线形低密度聚乙烯m LLDPE 1018FA 的流变性能,采用RH 2000型双管挤出毛细管流变仪测量其流变曲线,给出了其非牛顿指数和粘流活化能及二者与剪切速率的关系方程,实验结果对于mLLDPE 1018FA 的加工工艺具有指导意义。1 实验部分 1.1 实验原料 流变测试用树脂为茂金属催化线形低密度聚乙烯(mLLDPE 1018FA),美国EXXON 公司 生产,其熔融指数MI (g/10min)为1 0,密度为0 92g /cm 3 ,流动温度在100 ~110 之间,加工温度在140 ~200 之间。实验前,将待测样品置于烘箱中60 ~70 干燥48h 除去水分。1.2 流变性能测试 流变实验在RH 2000型双管挤出毛细管流变仪(英国Bohlin Instruments 公司生产)中进行,毛细管口模直径为1 0mm ,长径比(L /D )为16 1,测试温度范围为160 ~240 ,温度偏差!0.1 ,熔融时间为10m in,剪切速率范围为0s -1~3000s -1,入口进行Bagley 校正。 2 结果与讨论 Fig.1是mLLDPE 1018FA 在不同温度下的双对数坐标流动曲线图( a ~ )。可以发现:mLLPDPE 的熔体表观黏度非常高,最高时接近10000Pa ?s 。同一温度下,随剪切速率 的增加,mLLDPE 的表观黏度 a 降低,表现出典型的非牛顿型假塑性流体的流动特征,即切力变稀。 而值得注意的是,在低剪切速率(0s -1~
提纲 1.简介 2.卡拉胶分类和物理化学性质 2.1卡拉胶的流变性能 2.2卡拉胶结构 3.质量标准 4.卡拉胶的3大性能 4.1卡拉胶的重要性质之一蛋白反应性4.2卡拉胶的重要性质之二凝胶性 4.2.1卡拉胶凝胶机理探讨 4.2.2卡拉胶和离子的作用 4.2.3卡拉胶和其他多糖的作用 5.卡拉胶应用以及生产工艺 5.1果冻 5.2软糖 5.3肉制品 5.4冰淇淋 5.5啤酒 5.6乳饮料 内容将分几天上传
2.卡拉胶简介 卡拉胶（Carrageenan）又名角叉菜胶、鹿角藻胶，是从红藻中提取的一种高分子亲水性多糖。其化学结构是由D-半乳糖和3，6-脱水-D-半乳糖残基所组成的线形多糖化合物。根据其半乳糖残基上硫酸酯基团的不同可分为κ-型、ι-型、λ-型、β-型、μ-型等13种，其中主要的是κ-型、ι-型、λ-型。μ-型通过碱处理，脱除6位上的硫酸酯形成内酯形成了κ-型，因此μ-型又称为κ-型的前体，同理，γ-型是ι-型的前体，λ-型是θ-型的前体，参见结构图。市售最多的应用也最广的是κ-型，如下文没有特别指出，一般为指κ-型精品。 一．卡拉胶物理化学性质 食品级卡拉胶为白色至淡黄褐色、表面皱缩、微有光泽、半透明片状体或粉末状物，无臭或有微臭，无味，口感粘滑，在冷水中膨胀，可溶于60℃以上的热水后形成粘性透明或轻微乳白色的易流动溶液，但不溶于有机溶剂，在低于或等于它们的等电点（此概念貌似不正确，卡拉胶应该没有等电点）时，它们易与醇、甘油、丙二醇相溶，但与清洁剂、低分子量胺及蛋白质不相溶。由于卡拉胶大分子没有分支的结构及其具有强阴离子特性，它们可以形成高粘度溶液，其粘度取决于浓度、温度、卡拉胶类型以及是否有其他溶解物质存在等。另外，卡拉胶还可以在低温下在水中或奶基食品体系中形成多种不同的凝胶。 卡拉胶稳定性强，干粉长期放置不易降解。它在中性和碱性溶液中也很稳定，即使加热也不会水解，但在酸性溶液中（尤其pH≤4.0），卡拉胶易发生酸水解，凝胶强度和粘度下降。值得提出的是在中性条件下，若卡拉胶在高温长时加热时，也会水解，导致凝胶强度降低。所有类型的卡拉胶都能溶解于热水中、热牛奶中。溶于热水中能形成粘性透明或轻微乳白色的易流动溶液。卡拉胶在冷水中只能吸水膨胀而不能溶解。由于卡拉胶的特殊结构，其结构中的硫酸酯具有强阴离子性，加之空间结构，有特殊的蛋白反应性。卡拉胶在水中的溶解度受卡拉胶的类型、反离子的存在、其它溶质的存在、温度、pH值等这些因素的影响。 1.卡拉胶的类型：κ-型卡拉胶亲水型弱，所以难溶于水；λ-型卡拉胶在大部分条件下易溶于水；ι-型卡拉胶介于两者之间。κ-型卡拉胶在Na盐中可溶，但在K、Ca盐中不溶；ι-型在Na盐中可溶，Ca盐中形成触变分散体（摇溶）；λ-型卡拉胶在所有盐类中均可溶。 2.其它溶质：无机盐对卡拉胶的水合作用（溶解性）的影响最大。特别溶度为1.5—2%的KCl溶液阻止κ-型在常温下溶解；而溶度为4—4.6%或更高时的NaCl溶液才能达到。蔗糖的溶度对κ-型卡拉胶的水合作用影响很少。 3.温度：温度越高，溶解性越好。温度于溶解性成正比。 4.pH值：在酸性条件下，只能溶胀。（常温下） 二．卡拉胶分类及相关性能 卡拉胶加热溶解后，放冷时能形成半固体透明的凝胶。钾、铵、钙等阳离子能很大地提高其凝固性。κ-型卡拉胶对钾离子敏感，形成脆性凝胶，有泌水性；ι-型卡拉胶对钙离子敏感，形成柔性凝胶，不泌水；λ-型卡拉胶不能形成凝胶。一般市售卡拉胶以κ-型为主，如不严格标明，往往是κ-型为主，并有少量未分离的ι-型和λ-型。有些多糖对卡拉胶的凝固性也有影响。如：刺槐豆胶可明显提高κ-型卡拉胶的凝胶强度和弹性，玉米淀粉和小麦淀粉对其凝胶强度也有提高。卡拉胶形成的凝胶具有可逆性，即加热时凝胶融化成溶液，溶液放冷时又形成凝胶：凝胶←→溶胶，但一般强度有损伤。β-型类似琼脂，硫酸酯含量很低，在酸性饮料中可以使用。 卡拉胶根据工艺流程可以分为精品卡拉胶（Refined Carrageenan，E407）和粗品卡拉胶（Semi-refined Carrageenan，E407a） 三．κ-卡拉胶简单工艺流程 精品： 水洗浸泡-碱处理-洗涤-煮胶-过滤-凝胶-脱水-干燥-粉碎 粗品：
第六章 高聚物熔体的流变性 1 定义下列术语： 1) 层流与湍流，2) 横向速度梯度与纵向速度梯度，3) 切粘度与拉伸粘度，4) 库爱特 流动（拖流动）与泊肃叶流动（压力流动），5) 牛顿流体与非牛顿流体，6) 宾哈塑性流体、假塑性流体和膨胀性流体，7)表观粘度 a η、零切变速率粘度 0η和极限粘度 ∞η，8) 熔融指数 MI ，9)挤出胀大比。 2 分别以线性座标和双对数座标画出牛顿流体、宾哈流体、假塑性流体和膨胀性流体的流 动曲线(即 γτ -和 γτ log log -曲线)以及它们的 γη -a 曲线。 ★ 3 已经测得某高聚物熔体的流动曲线如题6-3图所示，求：1) 0η和 ∞η；2) γ ＝10-1，1，104，108，1012时的 a η和非牛顿指数 n 。 (题6-3图) 4 为什么许多高聚物熔体都呈切力变稀的流动特性？ 5 画出牛顿流体在圆管中流动（泊肃叶流动）时截面上各点的流速分布和速度梯度（切变 速率）分布。 ★ 6 如果某种塑料熔体在模腔中流动的速度分布如题6-6图所示，将会导致塑料制品中取向 分布的状况如何？ 题6－6图 题6－7图 ★ 7 浇口在底部的注射成型薄壁塑料杯很容易以如题6-7图所示的方式开裂，试分析其原因。 8 测定熔体切粘度的常用方法有哪些？各方法适用于什么粘度范围和切变速率范围？写出 各方法中实测的量和计算切粘度的公式。 ★ 9 测得某高聚物熔体的熔融指数为0.4。已知熔融指数仪的活塞截面积为1cm 2，测试中所
用毛细管的长度为1cm，直径为0.1cm；设熔体密度为约13 cm g。试计算该熔体在流 过毛细管时管壁处的切变速率 R γ 、切应力Rτ以及该熔体的表观粘度aη（忽略各种校正）。当砝码重量改为21.6公斤时，测得这种高聚物熔体的熔融指数为8，问该高聚物熔体是牛顿流体还是非牛顿流体。 ★10试述聚合物分子量对流动活化能和熔体切粘度的影响。流动活化能与熔体切粘度的温度敏感性之间有什么关系？如何求聚合物的流动活化能。 ※11 试从自由体积理论推导出WLF方程 () () g g T T T T T a - + - - = 6. 51 44 . 17 log ※12橡胶、纤维、塑料三大合成材料对分子量的要求有什么不同？就塑料而言，对注塑级、挤出级和吹塑级（中空制品）的分子量有什么不同要求？ ※13试根据所学的高物基本知识，分析减少注塑制品中弹性成分的措施。 ★14在塑料挤出成型中，如发现制品出现竹节形、鲨鱼皮一类缺陷，在工艺上应采取什么措施消除这类缺陷。 15 注射成型中，高聚物熔体经历的是否是纯剪切流动？为什么？ ※16挤出胀大比与挤出工艺条件和口模长径比有什么关系？
润滑脂流变性研究 前言 目前，润滑脂在各个领域中都得到广泛应用，与润滑油相比，润滑脂在对润滑部件的结构和维护方面有很多优点。但是，由于粘弹性的关系，润滑脂的应用又有很多约束性。例如，在汽车润滑中，润滑脂必须在很宽的温度范围内都具有优良的性能，如汽车厂家会要求润滑脂能够在-40℃时正常使用。所以，急需一种仪器或方法能够测试很宽温度范围内的粘弹性。本文介绍了一种能够控制温度的流变仪，并介绍了一些适当的测试方法，希望能够对这一领域的研究者提供参考。 样品说明 本文中的样品是使用三种不同的矿物油基的润滑脂，在美国国家润滑脂协会分级标准中分别为：NLGI 0、1和2。 仪器和测试方法 使用配有Peltier控温系统（P-PTD200/56+H-PTD200）的MCR301流变仪（如图1中所示），Peltier使用FP50-MW恒温循环器进行冷却，其温度设定为-20℃，测试夹具为PP25 （25mm平板），间隙为1mm，测试使用直接应变振荡模式（DSO）。 图1 MCR流变仪，配有带控温罩的Peltier系统 使用附加的Peltier控温罩可以确保样品在整个温度范围内温度分布的均匀性，消除温度梯度，样品内部温度梯度是一个非常关键测试条件，温度梯度会导致错误的测试结果，而如果只用下板进行控温，那么将会形成较大的温度梯度。 在测试温度下设定零间隙，在25℃时装样；以10K/min的冷却速度降温到-40℃，冷却速度对样品在低温下的结构有非常重要的影响，因此可以通过改变降温速度测试不同条件对样品结构的影响。达到-40℃以后，样品稳定10分钟，为了防止结冰，需要通入氮气。 以角频率10rad/s进行振荡应变扫描，应变范围0.001%至100%；用应变扫描可以研究粘弹性、确定表观屈服应力等。 测试结果
卡拉胶 冰淇淋生产中的应用 在冰淇淋和雪糕的制作中，卡拉胶可使脂肪和其它固体成分分布均匀，防止乳成分分离和冰晶在制造与存放时增大，它能使冰淇淋和雪糕组织细腻，滑爽可口。在冰淇淋生产中，卡拉胶因可与牛奶中的阳离子发生作用，产生独特的胶凝特性，可增加冰淇淋的成型性和抗融性，提高冰淇淋在温度波动时的稳定性，放置时也不易融化。 在冰淇淋生产中，卡拉胶虽然不适合作为主稳定剂，但它在很低浓度下能作为很好的防止乳清分离的辅稳定剂使用。因为卡拉胶虽然会增加体系的黏度，但不能包容足够的胶以稳定体系。刺槐豆胶、瓜尔豆胶以及羧甲基纤维素单独使用或组合使用是较好的主稳定剂，然而它们具有相同的缺点，即在冰淇淋混合物中会导致乳清分离。所以加入卡拉胶能抑制这种现象的发生。 卡拉胶应用于冰淇淋中应注意：一是可以添加少量淀粉填充，数量多了就有粉质感，口感不佳；二是卡拉胶用量较少，多用于老化后凝冻过程中。
食品工业的应用 卡拉胶稳定性强，干粉长期放置不易降解。它在中性和碱性溶液中也很稳定，即使加热也不会水解，但在酸性溶液中（尤其是pH值≤4.0）卡拉胶易发生酸水解，凝胶强度和黏度下降。值得注意的是，在中性条件下，若卡拉胶在高温长时间加热，也会水解，导致凝胶强度降低。所有类型的卡拉胶都能溶解于热水与热牛奶中。溶于热水中能形成黏性透明或轻微乳白色的易流动溶液。卡拉胶在冷水中只能吸水膨胀而不能溶解。 基于卡拉胶具有的性质，在食品工业中通常将其用作增稠剂、胶凝剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂等。而这些卡拉胶的生产应用与其流变学特性有着较大的关系，因而准确掌握卡拉胶的流变学性能及其在各种条件下的变化规律对生产具有重要的意义。 品种 卡拉胶的种类繁多，大致可以分为三种主要的“理想”类型，分属于两大类： 凝胶型卡拉胶: 主要含kappa和iota成分的产品 增稠型卡拉胶: 主要含lamda成分的产品 钾离子可以特别促进kappa卡拉胶的成胶。在很低的浓度下便可促进凝胶的形成。由于水化时钾离子体积较小，可以嵌入卷曲结构并且中和部分硫酸基。这样，双链结构就可以聚合在一起，形成强度高，质地较脆的凝胶。
卡拉胶特性 特性, 卡拉胶 卡拉胶(Carrageenan)最初起源于爱尔兰南部的卡拉根郡。18世纪开始工业化生产。目前主要的原料为红藻类海藻如麒麟菜及角叉藻、杉藻等。依其半乳糖残基上硫酸脂基团的不同,分为κ-型、ι-型、λ-型。 由硫酸基化的或非硫酸基化的半乳糖和3，6-脱水半乳糖 通过α-1，3糖苷键和β-1，4键交替连接而成， 在1，3连接的D半乳糖单位C4上带有1个硫酸基。 分子量为20万以上。 胶体化学特性 ● 溶解性：不溶于冷水,但可溶胀成胶块状,不溶于有机溶剂，易溶于热水成半透明的胶体溶液.(在70℃以上热水中溶解速度提高； ● 胶凝性：在钾离子存在下能生成热可逆凝胶； ● 增稠性：浓度低时形成低粘度的溶胶,接近牛顿流体，浓度升高形成高粘度溶胶，则呈非牛顿流体。 ● 协同性：与刺槐豆胶、魔芋胶、黄原胶等胶体产生协同作用，能提高凝胶的弹性和保水性； ● 健康价值：卡拉胶具有可溶性膳食纤维的基本特性，在体内降解后的卡拉胶能与血纤维蛋白形成可溶性的络合物。可被大肠细菌酵解成CO2、H2、沼气及甲酸、乙酸、丙酸等短链脂肪酸，成为益生菌的能量源。 在食品中的应用 冰淇淋(雪糕)：预防乳清分离、延缓溶化。甜果冻、羊羹：胶凝剂。 巧克力牛奶：悬浮，增加质感。果汁饮料：使细小果肉粒均匀，悬浮，增加口感。 胶脂牛乳：滑润，增加质感。软糖：优良胶凝剂。 炼乳：乳化稳定。面包：增加保水能力，延缓变硬 加工干酪：防止脱液收缩。馅饼：糊状效应，增加质感。 婴儿奶粉：防止脱脂和乳浆分离。调味品：悬浮剂，赋形剂，带来亮泽感觉。 牛奶布丁：胶凝剂，增加质感。罐装食品：胶凝，稳定脂肪。 冷冻发泡糕点：防止脂肪分离和脱液收缩现象，不易变形。肉食品：肪止脱液收缩，粘结剂。 奶昔：悬浮，增加质感。啤酒工业：澄清剂，稳定剂。 酸化乳品：增加质感，滑腻牙膏：粘结 卡拉胶（也称鹿角菜胶或鹿角藻胶）是从红藻中提起的天然多糖植物胶，广泛应用于食品工业、化学工业及生化、医学研究等领域中。卡拉胶具有形成亲水胶体，凝胶、增稠、
面团流变学特性的研究及应用 摘要：面团是多种食品的加工原料，其流变学特性对食品的加工制作有极大的影响，甚至起决定性作用，不同的食品对面团的流变学特性有不同的要求，本文研究了面团的流变学特性，列举了研究方法、仪器以及指标，介绍了面团流变学的研究意义，并对馒头、面条、饺子、饼干以及面包五种食品对面团的流变学特性进行了介绍描述。 关键词：面团；流变学特性；应用
1.食品流变学概述 流变学是研究物质形态和流动的学科。食品流变学主要研究作用于物体上的应力和由此产生的应变规律，是力、变形和时间的函数，主要研究的是食品受外力和形变作用的结构。通过对食品流变特性的研究,可以了解食品的组成、内部结构和分子形态等,能为产品配方、加工工艺、设备选型及质量检测等提供方便和依据。近年来由于食品的深加工性、工艺及设备设计的依据性等的需要,食品流变学的研究变得愈来愈广泛【1】。 食品流变特性在生活中随处可见,如打蛋和搅蛋过程中蛋液的流动特性、和面时面团的弹性和变形、花生酱的涂抹等【2】。通过对食品的流变性的研究，可将食品分为固体类食品、牛顿流体类食品、非牛顿流体类食品、粘弹性体类食品以及塑性液体类食品五大类。其中粘弹性体类食品是一类介于固态食品与液态食品之间的具有弹性特性又有粘性特性的粘弹性体。属于这一类食品的有米面粉团、淀粉团、冻凝胶等【3】。本文主要研究面团的流变性以及不同产品对面团流变特性的要求。 2.面团流变学的研究 2.1面团 小麦粉是各种各样面制品的基础原料，与水混合后，由于面筋的形成从而形成了具有黏弹性且具有一定流动性的面团，面团的这种黏弹性和流动性称为面团的流变学特性【4】。水在面团的黏弹性中有重要作用，若要形成很好的面团加水量一定要适中，过多或不足均无法形成良好的面团，面团质量的好坏直接影响产品的质量。当加适当水混匀时，蛋白质结合在一起形成连续的黏弹性面筋网状结构，此时淀粉与水合面筋的大分子网络形成连续的颗粒网状结构，这两个独立的网络和他们的相互作用形成了面团的流变学特性，在揉和过程中，脂类和其它成分均被揉和到面筋蛋白网络中。因此，面筋蛋白的含量和质量是影响面团及面制品品质的重要因素【5】。面筋蛋白根据是否溶于乙醇，可分为两类：麦谷蛋白和麦醇溶蛋白。麦谷蛋白决定小麦粉面团的弹性，而麦醇溶蛋白则影响面团延伸性【6】。 2.2面团流变特性研究的意义 在面食类食品加工中，面团的品质其决定性作用，面团流变学特性是小麦品质的指标之一,受面粉蛋白质含量、面筋含量等组成成分的影响, 它决定着小麦和其烘焙、蒸煮食品等最终产品的加工品质, 可以给小麦粉的分类和用途提供一个实际的、科学的依据。研究面团的流变学特性有着重要的意义：(1)面团的结构和性质直接由其品种的品质状况决定, 蛋白质含量和质量、淀粉的种类和组合、脂肪的结构和组成以及矿物质、维生素的多少都直接影响到面团的粉质、拉伸、揉混等特性；(2)面团的性质又直接影响到面包等制成品的
第一章 高聚物熔体的流变性质 主要内容：（1）液体的流动类型 （2）高分子熔体的流动特征 （3）影响高聚物熔体粘度的因素 （4）高聚物熔体弹性效应的表现 （5）高聚物熔体粘度的测量方法 难点内容：弹性效应的理解 掌握内容：（1）牛顿流体和非牛顿流体的流动特征 （2）高聚物熔体的流动特征及影响流动温度的因素 （3）影响切粘度的结构因素及外在因素 理解内容：（1）高聚物熔体的流动机理 （2）高聚物熔体弹性效应的机理、现象及影响因素 了解内容：（1）高聚物熔体粘度的测量方法 （2）拉伸粘度的基本情况 §8 高聚物的基本流变性质 §8、1流变学的基本概念简介 一、流动的方式 1、速度方向 2、速度梯度方向 剪切流动 a 库爱特（拖流动） b 泊肃叶（压力流） 拉伸流动 速度方向平行速度梯度方向 二.流体的基本类型 γγ ? ==?=?=dt d dt dy dx dy dt dx dY dv 11 (1) 牛顿流体 στ=η·γ (η为常数) 熔体结构不变 (2) 非牛顿流体 表观粘度ηa = γ τ σ?
a. 胀塑流体 n k a γ γηστ? ? ==? γ↑ ηa b. 假塑性流体 στ=ηa γn (n<1) γ↑.ηa ↓ (剪切变稀) c. στ=σb + k γn 三.假塑性流体的基本特性 习题 1.名词解释 牛顿流体 非牛顿流体 假塑性流体 胀塑性流体 Bingham 流体 零切粘度 表观粘度 熔融指数 第一法向应力差 挤出胀大 真实粘度 2.大分子流动是如何实现的？ 3.大分子流动的基本特征是什么？ 4.流体流动的基本类型有哪些？分别用τ－γ、η－γ、lg τ－lg γ、lg η－lg γ曲线示意图。 5.分析假塑性流体流动的η－γ曲线，并从分子运动论的角度给予解释。
【最新整理，下载后即可编辑】 第五章 高聚物熔体的流变性 当温度超过流动温度T f 或熔点T m 时，高聚物处于粘流态， 并成为熔体。 熔体的流动，不仅表现出黏性流动（不可逆形变）； 而且表现出弹性形变（可逆形变）。因此，称为流变性， 而流变学是研究材料流动和变形的科学。 一、 高聚物的流动机理 ● 小分子的流动过程：分子与空穴交换位置的过程； 流动阻力，即粘度：RT E Ae ηη?=， A 常数，ηE ?流动活化能； 由RT E A η η?+=ln ln ，求得ηE ? ● 高分子的流动过程，不可能按小分子机理（对应于整个分子 的空穴太大），只能通过链段的逐步位移过程来完成整个分子的 位移（只需链段大小的空穴）。 二、 高聚物的流动方式 流体的基本流变性－剪切流动，根据切应力στ与切变速率γ 间 的关系（流动曲线），将流体分为牛顿型和非牛顿型流体。
（1） 牛顿流体 dy dV ηστ=， dt d dy dx dt dt dx dy dy dV γ===)(1)(1 所以：γηστ =，牛顿流动定律 ● 牛顿流体的粘度仅与流体分子的结构和温度有关，与 στ或γ 无关；切应力与速度梯度成正比。 ● 小分子可看作是牛顿流体，但高聚物熔体和浓溶液并不 服从牛顿定律。 （2）非牛顿流体 ● 特点：粘度随στ、γ 或时间而变化，粘度非常数。 ● 根据流动曲线特征，非牛顿流体具有如下几种类型：
i) 宾汉塑性体 流动曲线为直线，但不通过原点，存在临界σ y 值，只有στ>σy时，才能流动。στ<σy时，不能流动，类似弹性体。 γη σ σ τ = - y ii) 假塑性体 特征：表观粘度随切变速率的增大而减小，即切力变稀。 绝大多数高聚物均属于这种体系，因此最重要。 στ与γ 之间不呈线型关系，定义其表观粘度为（流变曲线与原点直线斜率）： γγ σ γ η ητ ) ( ) (= = a a η不完全反映高分子熔体不可逆形变的难易程度，而是塑性形变与弹性形变的汇合；
聚乙烯（PE）概述 一、前言 聚乙烯英文名称：polyethylene ，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无臭，无毒,手感似蜡,电绝缘性能优良，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，吸水性小，对有机蒸汽透过率则较大。常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中。 聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸。但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。 聚丙烯的用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。 二、特点 聚乙烯是半结晶热塑性材料，它们的化学结构、分子量、结晶度和其他性能很大程度上均依赖于使用的聚合方法。聚合方法决定了支链的类型和支链度。结晶度取决于聚合物的化学结构和加工条件。聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。 采用不同的生产方法可得不同密度(0.91～0.96g／cm3）的产物。主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）等等。耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，可以氯化，化学交联、辐照交联改性，可用玻璃纤维增强。低压聚乙烯的熔点、刚性、硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性；高压聚乙烯的柔软性、伸长率、冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙烯冲击强度高、耐疲劳、耐磨。低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件。 聚乙烯是结构最简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190–210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的。 三、特性 1.物理性能 聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC，低密度聚乙烯熔点较低（112oC）且范围宽。常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中。 2.化学性能 聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、
牛排里的卡拉胶 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
牛排里的卡拉胶最近网上流传着一篇澳洲肉类市场存在“合成牛排”的文章，文中提到碎肉通过卡拉胶的黏合可以变成拼接牛排来出售。卡拉胶是什么？如何分辨原切牛排和拼接牛排，今天我们就来聊聊牛排里的卡拉胶吧。 牛排里放卡拉胶是起什么作用的？是化学合成的还 是从食物中提取的？ A：正统的原切牛排一般是牛里脊部位。一头牛只有两条里脊，其形状是圆柱形的，横切面符合牛排的圆形，一般只能做30多块牛排，因此数量不多，价格较贵。原切牛排是用牛的生鲜原料，国家标准规定是不能放卡拉胶的。 现在市场里放卡拉胶的不是生鲜牛肉，而是属于速冻调理肉制品所谓的“合成牛排”一类，按目前我国的《食品安全国家标准――食品添加剂使用标准》规定是允许用卡拉胶的。“合成牛排”是用形状不一的条块状牛肉加上卡拉胶等添加剂黏合，再充填到圆柱状的塑料膜中冷冻，冷冻后加以?M切包装，能做较多规格形状统一的类似原切牛排产品，一般价格也较便宜。卡拉胶在制作“合成牛排”时主要起黏合胶凝作用。 卡拉胶不是化学合成产品，而是从天然海洋红藻（包括角叉菜属、麒麟菜属、杉藻属及沙菜属等）中提取出来的，具有形成凝胶和高黏度的特性，可作为食品添加剂用在食品加工中，起到增稠、胶凝等作用。 牛排中还会有哪些添加剂？在购买牛排时应注意
哪些信息？ A：正统的原切牛排不会有添加剂，而“合成牛排”除了卡拉胶外，还可能加黄原胶作为黏接剂，加入焦磷酸钠等磷酸盐提高制品的保水性及成品率，加入转谷氨酰胺酶提高凝胶质量，改善肉质的弹性、切片性和出品率，还会加些淀粉、香辛料和调味剂等。在购买牛排时应注意包装的标签和标注，尤其要看产品类别、配料表、生产厂商、生产日期和保质期等，还要看价格、保存条件等信息。 如何区分原切牛排和合成牛排？ A：首先可看牛排的产品品名、类别、配料表等包装标签。原切生鲜牛排品名可以直称牛排，是属于生鲜牛肉类别，包装标签上不会有卡拉胶等添加剂的名称。而“合成牛排”品名往往冠以“黑椒牛排”、“沙律牛排”等花样繁多的名称，产品类别往往标注为“速冻菜肴制品”、“速冻调理肉制品”，最明显的是配料表上有卡拉胶等较多添加剂名称，这说明它不是原切牛排。 此外，还有可以通过感官来辨?e，原切牛排具有生鲜牛肉应有的气味，牛肉颜色鲜红有光泽，纤维组织有弹性且连接紧密；而合成牛排往往可闻到有香辛料的气味，颜色较暗而不统一，纤维组织纹理也有拼接的痕迹，可看出不自然的地方。 卡拉胶还会在哪些食品中出现，食用后会对人体 产生哪些影响？食用过多会不会在人体中蓄积？ A：我国《食品安全国家标准――食品添加剂使用标准》规定卡拉胶可以用在稀奶油、黄油、生湿面制品（如面条、饺子皮、馄饨皮等）、