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高分子溶液的粘度测量是表征聚合物分子量的最简单的手段，在高分子科学的发展历程中起了非常重要的作用。特性粘数的理论已经十分成熟，成为高分子科学的基石之一。但是迄今为止仍有许多关于高分子溶液粘度方面的问题没有得到圆满的解释。尤其是在极稀浓度区高分子溶液的比浓增比粘度-浓度曲线出现上弯和极大值等现象，困扰了科学工作者们多年，提出的各种经验公式也无法得到一致的共识。我们研究小组及其他科研人员通过大量的事实证明：中性高分子溶液粘度的比浓增比粘度-浓度曲线在低浓度区出现上弯是由于测量粘度过程中溶质吸附在毛细管内壁表面使毛细管半径变小的缘故。同样，在测量蛋白质溶液的粘度的过程中，毛细管粘度计内表面的溶质吸附现象不会没有原因就被消除掉。通过对蛋白质在固体表面吸附现象和机理的文献回顾，证明了蛋白质是具有表面活性的物质。由于蛋白质属于聚两性电解质，而聚电解质在低浓度区的粘度异常一直被笼统地归之为“聚电解质效应”，掩盖了不同个体间的差异，况且无法解释某些聚电解质在低浓度区粘度表现正常的现象。因此本论文针对蛋白质的粘度提出了一个大胆的猜测：蛋白质和中性高分子溶液的比浓增比粘度的上弯现象实际上有同一物理起源，都是由于由于粘度测量过程中溶质吸附在玻璃毛细管粘度计内表面上引起的表观粘度现象。本论文工作测量了三种完全不同的蛋白质的溶液在低浓度区的粘度，并通过对粘度数据的处理和分析，证实了我们的猜测是合理的，我们提出的粘度公式是可行的，并且借助粘度参数提出了蛋白质在溶液里和界面上的可能的构象转变方式，这正是蛋白质吸附研究中最为人关注的热点所在。
本论文包含的内容和得到的主要结果有：
(一)本课题组前期的理论工作得到：实验测得的溶液相对粘度与真实相对粘度之间的关系为：
其中参数k表征粘度计毛细管管壁界面发生吸附后，溶剂流过时间与溶剂在洁净粘度计中流过时间相比的增量或减量分数；参数Ca表征吸附溶质在毛细管内表面上覆盖一半面积时的特征溶液浓度；KKm为溶液中高分子链之间的自缔合常数。在此公式基础上，考虑到粘度测量中由于溶质吸附导致表观标称浓度C0与实测溶液浓度C之间存在差异，A是与溶质在玻璃表面的吸附能力有关的浓度校正系数，且随实验条件变化而改变。我们又加入了浓度校正项，得到真正的实验比浓增比粘度—浓度表达式为，该粘度方程包含五个参数：[η]，k，Ca，Km及A。给定这些参数值我们可以复现实验比浓增比粘度曲线。我们通过先固定其它参数值而只改变其中一个参数变量的方法来研究比浓增比粘度曲线的浓度依赖性随这些参数的变化。当五个粘度参数变化时，比浓增比粘度．浓度曲线会出现不同的形状，最大比浓增比粘度值(ηsp/C)max 及对应浓度Cmax都将发生改变。其中特性粘数的大小对曲线的形状起了决定性的作用。在一定条件下比浓增比粘度-浓度曲线在低浓度区不出现极大值，而是出现下弯，但是参数k大于零表明此时溶液的流动模式并未从粘性流动改变为滑流，只是由于其它参数变化了。
我们利用该粘度方程对文献蛋白质粘度数据进行了更新处理。得到的计算曲线与原始实验曲线吻合得非常好，而且得到的粘度参数验证了蛋白质分子在溶液中发生了构象转变，与原始报道一致，证明了我们的吸附理论是正确的，数据处理方法是合理的。蛋白质在极稀浓度区的“粘度异常行为”是正常的，并不是“聚电解质效应”。
(二)测量了15—40℃之间明胶稀水溶液的粘度随浓度的变化，得到如下结果：
(1)明胶稀溶液的比浓增比粘度-浓度曲线在极稀浓度区出现的上弯现象是由于溶质吸附在毛细管管壁上引起的界面现象。
(2)15℃下的比浓增比粘度曲线呈现不同的形状是由于该温度下的粘度参数不同，最主要的原因是该温度下分子的特性粘数值很大，而且自缔合常数不为零；自缔合常数在其它温度下都为零，表明明胶分子在极稀溶液中处于孤立状态，在15℃下自缔合常数出现非零值是由于分子开始相互聚集形成螺旋体。
(3)在极稀明胶溶液中观察不到凝胶现象，但是明胶分子发生线团-螺旋体转变，溶液中分子尺寸的增加以及吸附层厚度的异常变化都与其有关，随着吸附量的增大，吸附层厚度先增大后减小，考虑是由于分子聚集后收缩导致吸附层发生了塌陷。
(4)极稀明胶水溶液的粘度异常与溶液自身pH值变化无关。
(三)测量了15—40℃之间不加盐的牛血清蛋白水溶液的粘度随浓度的变化，得到如下结果：
(1)牛血清蛋白是一种“硬蛋白”，从特性粘数估算出的分子尺寸随温度的变化很小，它在毛细管玻璃内表面的吸附量也远低于明胶这样的“软蛋白”。自缔合常数在所有温度下都为零，也证实了它难于聚集的特点。
(2)牛血清分子吸附后会发生构象变化，表现为分子变“扁”。当温度降低吸附量增大后，吸附层的厚度出现了先减小后增大的现象，考虑到牛血清蛋白在界面以单层吸附为主的特点，我们推测由于分子在界面上随着温度降低进一步铺展，导致吸附层的平均高度降低。其后吸附层的厚度的增大是由于单层吸附量达到最大饱和值后开始出现多层吸附所致。
(3)有效吸附层厚度远大于分子在溶液中的尺寸，是由于分子之间存在库仑斥力，导致吸附分子和流动分子之间存在一个排斥层。
(4)我们可以从极稀溶液浓度区的相对粘度数据(ηr≤1.1)进行线性回归得到的截距A大于1或小于1来判断溶液粘度测量过程中发生了怎样的界面现象。也就是说A也是溶液粘度测量过程中与界面作用有关的参数。同时，截距与斜率的比值B/A可以看作特性粘数[η]的近似值。
(四) 测定了不同温度下、极稀的酪蛋白氢氧化钠溶液的粘度，得到的结果如下：
(1)酪蛋白的氢氧化钠溶液的比浓增比粘度曲线在低浓度区出现的上弯再次证实了我们提出的界面吸附理论的正确性和普适性。
(2)酪蛋白在溶液中主要采取无规线团构象，当温度改变后，酪蛋白在溶液中的尺寸几乎不变，但是在界面的吸附状况发生了有规律的变化。温度降低吸附量增大，吸附层厚度增加。且吸附层的厚度远大于分子在溶液中的尺寸，说明分子间的静电排斥仍然占主导作用，自缔合常数保持为零也进一步证实了这一点。
(3)当溶液的碱浓度增大，酪蛋白的特性粘数显著降低，说明溶液中分子的尺寸变小。水解作用的增强以及低分子电解质增多后分子内排斥力的减小是主要因素。吸附量和吸附层厚度均随着碱浓度增大相应增加，表明分子与界面之间的作用增强，这可能是由于酪蛋白水解程度增大后更多的亲水基团暴露出来所致。