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聚丙烯酰胺水解度和其分子鏈的伸展程度和電荷情況的關(guān)系--鴻暢化工

      工業(yè)污水處理中都會(huì)使用到絮凝劑，有時(shí)也被稱為助凝劑，經(jīng)常使用的絮凝劑是聚丙烯酰胺，它在作為工業(yè)污水處理藥劑使用的時(shí)候，一般使用600萬—1800萬分子量的產(chǎn)品就可以了。在污水處理工藝中，污水處理的效果和聚丙烯酰胺分子量并不是一定成正比例關(guān)系，在不同的工業(yè)污水處理工藝中，用戶需要根據(jù)污水的實(shí)際情況來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室選型試驗(yàn)來確定的。 水處理用陰離子聚丙烯酰胺分子量范圍在400萬-1800萬分子量，增稠用陰離子聚丙烯酰胺分子量范圍在1800萬-2500萬分子量。 

      聚丙烯酰胺對(duì)高濁度水，具有十分優(yōu)異的絮凝效能。聚丙烯酰胺為非離子型高聚物，通常卷曲成無規(guī)線團(tuán)。一般加堿可使聚丙烯酰胺部分水解，在所生成的羧基陰離子之間靜電斥力的作用下，使分子鏈伸開，以暴露出來的活性酰胺基團(tuán)和很長的分子鏈，發(fā)揮優(yōu)異的吸附架橋絮凝作用。
      隨著水解度的增加，羧基陰離子增加，分子鏈不斷伸展，從而有使絮凝效果逐漸增強(qiáng)的作用；同時(shí)，聚丙烯酰胺分子的負(fù)電性亦逐漸增強(qiáng)，又妨礙了其與負(fù)電性的泥沙雜質(zhì)相吸附，而且在吸附架橋中起主要作用的活性基團(tuán)-酰胺基也不斷減少，從而隨著水解度的增加，又存在使絮凝效果逐漸變差的因素。在水解前期，前者起主導(dǎo)作用；水解后期，后者升居主導(dǎo)地位。
      影響聚丙烯酰胺水解的條件因素主要有:聚丙烯酰胺溶液濃度，加堿比及溫度。將不同水解條件下的*水解度，可見其隨水解條件的不同而取不同的值。在溫度為20℃，加堿比0.333:1時(shí)，水解度為32～33%，與文獻(xiàn)推薦數(shù)值30%左右基本一致。然而當(dāng)提高溫度或提高加堿比時(shí)，水解度均有增大的趨勢。聚內(nèi)烯酰胺溶液濃度的影響不很明顯。如前所述，聚丙烯酰胺的絮凝效果在本質(zhì)上是由其分子鏈在溶液中的存在形態(tài)所決定的。水解度作為描述水解程度的指標(biāo)，僅在一定程度上反映了聚丙烯酰胺的這一性態(tài)。水解度相同，聚丙烯酰胺分子鏈的伸展程度及荷電情況不一定相同。

      聚丙烯酰胺在水解時(shí)，部分酰胺基轉(zhuǎn)化為羧基，這些羧基并不全部呈離子狀態(tài)，它為一弱電解質(zhì)，在溶液中部分電離。加堿比對(duì)平衡移動(dòng)有重要的影響。當(dāng)聚丙烯酰胺濃度一定時(shí)，提高加堿比，亦即提高了氫氧根離子的濃度，從而使平衡有向右移動(dòng)的趨勢；但提高加堿比，增加了溶液中的電解質(zhì)含量，過多Na + 的存在，使電離作用受到抑制?？偟慕Y(jié)果是使電離度減小，提高電解質(zhì)濃度，改變了聚合電解質(zhì)的雙電層，也使聚丙烯酰胺分子鏈的伸展程度降低；特別是由于聚電解質(zhì)很大的分子量和高電荷密度，使這一效應(yīng)更為突出。所以在水解度相同時(shí)，加堿比愈高，聚丙烯酰胺分子鏈所帶電荷就愈小，分子鏈伸展程度就愈小。要達(dá)到與某一低加堿比情況相同的荷電狀況與伸展程度，就要進(jìn)一步提高水解度。故聚丙烯酰胺的水解度隨加堿比的增高而增大。
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