陰、陽、非離子聚丙烯酰胺的粘度特性及影響其粘度因素大匯總
添加時間：2019/7/6 10:05:05 瀏覽次數(shù)：1194
聚丙烯酰胺在不同行業(yè)被廣泛應用，因其自身的粘稠等優(yōu)勢，其按離子類型的不同分為陰離子、陽離子、非離子聚丙烯酰胺，那么不同離子類型的聚丙烯酰胺粘稠度都有什么特性呢？影響聚丙烯酰胺粘稠度的因素有哪些呢？鴻暢就為您總結(jié)以上問題的答案，希望在實際應用中能更好的利用其粘稠特性來達到使用目的。
聚丙烯酰胺的粘度特性
(1)溶液濃度的影響 對于高分子量聚丙烯酰胺來說，即使百分之幾的濃度，其溶液己是相當粘稠的了，濃度超過10%時就很難處理。升高溫度能降低粘度但不顯著。
(2)pH值的影響 非離子型PAM溶液粘度受pH值影響不明顯。但當pH值在10以上時，聚合物由于水解粘度很快升高。這時pH值的影響明顯地顯示出來。
非離子型PAM易水解。在水溶液中，當pH值由酸性轉(zhuǎn)到堿性范圍時，非離子的酰胺基轉(zhuǎn)為陰離子的羧基。羧基因帶有負電荷產(chǎn)生斥力，導致大分子鏈得以充分伸展，因此粘度增高。水解度提高時，PAM溶液粘度隨著提高。
水解PAM會同溶液中的多種金屬陽離子相作用。在含多價離子如Al+3的體系中，這些相互作用通常導致生成粘稠的凝膠，從膠狀顆到均勻橡膠狀固體。凝膠性質(zhì)及形成條件取決于溫度、pH,聚合物中羧基含量、金屬離子和聚合物濃度、聚合物分子量以及膠凝劑的本性。
聚丙烯酰胺的粘度特性
(1)溶液濃度的影響 對于高分子量聚丙烯酰胺來說，即使百分之幾的濃度，其溶液己是相當粘稠的了，濃度超過10%時就很難處理。升高溫度能降低粘度但不顯著。
(2)pH值的影響 非離子型PAM溶液粘度受pH值影響不明顯。但當pH值在10以上時，聚合物由于水解粘度很快升高。這時pH值的影響明顯地顯示出來。
非離子型PAM易水解。在水溶液中，當pH值由酸性轉(zhuǎn)到堿性范圍時，非離子的酰胺基轉(zhuǎn)為陰離子的羧基。羧基因帶有負電荷產(chǎn)生斥力，導致大分子鏈得以充分伸展，因此粘度增高。水解度提高時，PAM溶液粘度隨著提高。
水解PAM會同溶液中的多種金屬陽離子相作用。在含多價離子如Al+3的體系中，這些相互作用通常導致生成粘稠的凝膠，從膠狀顆到均勻橡膠狀固體。凝膠性質(zhì)及形成條件取決于溫度、pH,聚合物中羧基含量、金屬離子和聚合物濃度、聚合物分子量以及膠凝劑的本性。
PAM水溶液對電解質(zhì)有很好的容忍性。如對氯化胺、硫酸鈣、硫酸銅、氫氧化鉀、碳酸鈉、硼酸鈉、硝酸鈉、磷酸鈉、硫酸鈉、氯化鋅、硼酸、磷酸等都不敏感，與表面活性劑也能相容。
PAM水溶液還能容納相當量的能與水混溶的有機化合物。某些情況下，這些混合溶劑更有利。例如PAM均聚物溶解在PAM尿素中比在水中溶解得快，因為尿素破壞氫鍵。向水溶液里加進2%體積的2一丙醇，可防止粘度因陳放而變化。41%體積的甲醇水溶液是PAM的θ溶液。甲酰胺、聯(lián)胺、乙二醇和瑪琳是PAM的溶劑，大多數(shù)其他有機溶液則對PAM是非溶劑。
非離子性聚丙烯酰胺絮凝劑由于不帶離子型官能團，因此，與陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑相比具有以下特點;絮凝性能受廢水pH值和鹽類捌動的影響小;在中性或堿性條件下，其絮凝效果(沉降速度)不如陰離子型，但在酸性的條件下卻優(yōu)于陰離子型;絮體強度比陰離子型高分子絮凝劑的強。
聚丙烯酰胺PAM均聚物的溶液粘度與PH無關(guān).但是部分水解的高分子溶液當中和到中性時，粘度出現(xiàn)很 大值。在均聚物溶液中加入人量的某些無機鹽對不會引起相分離。加入NaCL會提高濟液的特性粘度，加入CaCL2時的作用與加NaCL類似但更顯著。水解聚丙烯酰胺(HPAM)水溶液的粘度與pH及聚合物的濃度、分子量、羧基含量和中和度有關(guān)。當聚合物含有竣基時，加入一價無機鹽作用是使聚合物大分了線圈收縮，溶液粘度降低。二價鹽如CaCL2 、BaCL2和MgCL2對部分水解的PAM作用較復雜。在低水解度時，粘度隨著鹽的加入達到*小值，而后再回升。。但當羧基含量較高時，粘度隨鹽的加入急劇下降，直到聚合物沉淀。在測定溶液性質(zhì)時，通常加入少量無機鹽以避免電解質(zhì)效應，但是線圈膨脹仍然明顯。
聚丙烯酰胺 PAM能以任何濃度溶于水，溶解溫度沒有上限和下限。外推法*的PAM—水體系的θ溫度約一40℃。很 稀的經(jīng)過濾的純PAM溶液僅含單個無締合的高分子線圈。真切顆粒溶液的上限濃度與鏈長成反比而變化。當聚合物分子量約106，:濃度約6 x10-4g時，高分了線圈開始互相滲透，足以影響對光的散射。濃度梢高時機械纏繞足以影痢粘度。當濃度相當?shù)?，聚合物溶液可視為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鏈間機械的纏結(jié)和氫鍵共同形成網(wǎng)的節(jié)點。濃度較高時.溶液含有許多鏈一鏈接觸點使PAMi溶液呈.凝膠狀。
PAM水溶液還能容納相當量的能與水混溶的有機化合物。某些情況下，這些混合溶劑更有利。例如PAM均聚物溶解在PAM尿素中比在水中溶解得快，因為尿素破壞氫鍵。向水溶液里加進2%體積的2一丙醇，可防止粘度因陳放而變化。41%體積的甲醇水溶液是PAM的θ溶液。甲酰胺、聯(lián)胺、乙二醇和瑪琳是PAM的溶劑，大多數(shù)其他有機溶液則對PAM是非溶劑。
非離子性聚丙烯酰胺絮凝劑由于不帶離子型官能團，因此，與陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑相比具有以下特點;絮凝性能受廢水pH值和鹽類捌動的影響小;在中性或堿性條件下，其絮凝效果(沉降速度)不如陰離子型，但在酸性的條件下卻優(yōu)于陰離子型;絮體強度比陰離子型高分子絮凝劑的強。
聚丙烯酰胺PAM均聚物的溶液粘度與PH無關(guān).但是部分水解的高分子溶液當中和到中性時，粘度出現(xiàn)很 大值。在均聚物溶液中加入人量的某些無機鹽對不會引起相分離。加入NaCL會提高濟液的特性粘度，加入CaCL2時的作用與加NaCL類似但更顯著。水解聚丙烯酰胺(HPAM)水溶液的粘度與pH及聚合物的濃度、分子量、羧基含量和中和度有關(guān)。當聚合物含有竣基時，加入一價無機鹽作用是使聚合物大分了線圈收縮，溶液粘度降低。二價鹽如CaCL2 、BaCL2和MgCL2對部分水解的PAM作用較復雜。在低水解度時，粘度隨著鹽的加入達到*小值，而后再回升。。但當羧基含量較高時，粘度隨鹽的加入急劇下降，直到聚合物沉淀。在測定溶液性質(zhì)時，通常加入少量無機鹽以避免電解質(zhì)效應，但是線圈膨脹仍然明顯。
聚丙烯酰胺 PAM能以任何濃度溶于水，溶解溫度沒有上限和下限。外推法*的PAM—水體系的θ溫度約一40℃。很 稀的經(jīng)過濾的純PAM溶液僅含單個無締合的高分子線圈。真切顆粒溶液的上限濃度與鏈長成反比而變化。當聚合物分子量約106，:濃度約6 x10-4g時，高分了線圈開始互相滲透，足以影響對光的散射。濃度梢高時機械纏繞足以影痢粘度。當濃度相當?shù)?，聚合物溶液可視為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鏈間機械的纏結(jié)和氫鍵共同形成網(wǎng)的節(jié)點。濃度較高時.溶液含有許多鏈一鏈接觸點使PAMi溶液呈.凝膠狀。
由于聚丙烯酰胺PAM分子鏈上含有酰胺基，有些還有離子基團，故其顯著特點是親水性高，比其他大多數(shù)水溶性高分子的親水性高得多。它易吸附水分和保留水分，使其在干燥時具有強烈的水分保留性干燥后更具有強烈的吸水性，且吸水率隨衍生物的離子性增加而增加。
影響聚丙烯酰胺粘稠度的因素：
1、分子量：這是*直接影響聚丙烯酰胺粘度的因素。聚丙烯酰胺溶液的粘度隨高聚物分子量的增大而增大，這是由于高分子溶液的粘度由分子運動時分子間的相互作用產(chǎn)生。當聚合物相對分子質(zhì)量約為106時，高分子線團開始相互滲透，足以影響對光的散射。含量稍高時機械纏結(jié)足以影響粘度。含量相當?shù)蜁r，聚合物溶液可視為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鏈間機械纏結(jié)和氫鍵共同形成網(wǎng)的節(jié)點。含量較高時，溶液含有許多鏈-鏈接觸點，使其溶液呈凝膠狀。因此，相對分子質(zhì)量越大，分子間越易形成鏈纏結(jié)，溶液的粘度越大。
2、水解時間：成都聚丙烯酰胺溶液粘度隨水解時間的延長而改變，水解時間短，粘度較小，這可能是由于高聚物還來不及形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所致；水解時間過長，粘度下降，這是聚丙烯酰胺在溶液中結(jié)構(gòu)發(fā)生松解所致。部分水解聚丙烯酰胺溶于水后離解成帶負電荷的大分子，分子間靜電排斥作用以及同一分子上不同鏈節(jié)之間的陰離子排斥力導致分子在溶液中伸展并能使分子之間相互纏繞，這就是部分水解聚丙烯酰胺能使其溶液粘度明顯增加的原因。
3、溫度：溫度是分子無規(guī)則熱運動激烈程度的反映，分子的運動需克服分子間的相互作用力，而分子間的相互作用，如分子間氫鍵、內(nèi)摩擦、擴散、分子鏈取向、纏結(jié)等，直接影響粘度的大小，故聚丙烯酰胺pam溶液的粘度會隨溫度發(fā)生變化。溫度改變對聚丙烯酰胺溶液粘度的影響是顯著的。長沙聚丙烯酰胺溶液的粘度隨溫度的升高而降低，其原因是高分子溶液的分散相粒子彼此糾纏形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合體，溫度越高時，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越容易破壞，故其粘度下降。
4、礦化度：根據(jù)相似相溶原理，聚合物水溶性較好，特性黏度較大；隨著礦物質(zhì)含量的增加，正的靜電荷部分被陰離子包圍形成離子氛，從而與周圍正的靜電荷結(jié)合，聚合物溶液很 性減小，黏度減??；礦物質(zhì)濃度繼續(xù)增加，正、負離子基團形成分子內(nèi)或分子間氫鍵的締合作用，導致聚合物在水中的溶解性下降，同時加入的鹽離子通過屏蔽正、負電荷，拆散正、負離子間締合而使已形成的鹽鍵受到破壞，導致聚合物在水中的溶解性增大，這兩種作用相互競爭，使得聚合物溶液在較高的鹽濃度（>0.06?mol/L）下粘度保持較小。
5、儲存周期的長短：如果聚丙烯酰胺儲存的時間周期較長，那么很容易產(chǎn)生降解，粘度也隨著下降，嚴格來講它的有效儲存周期為一周。
6、添加劑：添加劑是指向過硫化鐵等物質(zhì)，它能夠促進聚丙烯酰胺的進一步反應，增大化學反應速率平衡，進而加大反應平衡，使得粘度增大。
7、轉(zhuǎn)速：攪拌是揭開聚丙烯酰胺粘度的鑰匙，沒有就攪拌，那么聚丙烯酰胺毫無作為，只能是一塊一塊的粘液，攪拌加速了它與溶液的接觸面積，進而加大了彼此之間的化學反應速率，不過并不是攪拌的轉(zhuǎn)速越快，效果就越好，如果高轉(zhuǎn)速會轉(zhuǎn)斷聚丙烯酰胺的分子鏈，如果轉(zhuǎn)速超過60圈/分，那么粘度也下降。
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