关于聚丙烯酰胺为什么在碱性条件下水解的影响

 2020-10-19 16:06

  聚丙烯酰胺是一种高分子聚合物,简称PAM,属于絮凝剂,外观为白色颗粒状或者粉末状,易溶于水,它的分子量在600-2000万之间。其按照离子型号划分,可以分为:阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺和两性离子聚丙烯酰胺。

  聚丙烯酰胺作为絮凝剂使用时,可以与分散于溶液中的悬浮粒子,进行吸附和架桥作用,有着极强的絮凝作用,能够快速的将各种水质中的污染性沉淀下去,广泛应用在造纸、北京快3。石油、化工、纺织、印染、电力、钢铁、选矿等众多行业的水处理中。除此之外,聚丙烯酰胺还可以用作混凝土外加剂、制香增稠剂、采油助剂、造纸分散剂等众多行业中。

  聚丙烯酰胺碱性水解的一个显著特点是阴离子羧基的邻基效应导致水解反应呈现自阻滞效应(retarding effect),与聚丙烯酰胺酸性水解的邻基正催化作用相反,即随水解度的增加水解速率显著变慢。这是因为主链上引人的阴离子羧酸根基团一COO-对亲核基团OH-的静电排斥降低了酰氨基周围局部微环境中OH-的有效浓度这种邻基效应使聚丙烯酰胺碱性水解,在水解度小于30%时水解速率很快;在水解度达到40%以上时速率明显变慢;在较强的条件下(高浓度的碱和较高温度下水解度也只能达到70%;当残余酰氨基剩下30%时,水解速率极其缓慢,几乎不再进行。因此在碱性条件下水解聚丙烯酰胺,其水解度通常只能达到70%。

  聚丙烯酰胺碱性水解的产物为内烯酰胺-内烯酸结构单元的共聚物。邻基效应使羧酸根在主链h分布更趋均匀,较之其无规共聚物中的序列更短,水解度小于30%时无BBB区段,水解度小于10%时无BABK段。碱性水解聚丙烯酰胺的这种更均匀的链节分布使之比共聚阴离子聚丙烯酰胺具有更高的耐水解性能。

  聚丙烯酰胺溶液浓度,加碱比及温度。将不同水解条件下的最佳水解度实测值列于表1,可见其随水解条件的不同而取不同的值。在温度为20℃,加碱比0.333:1时,最佳水解度为32%~33%,与文献推荐数值30%左右基本一致。然而当提高温度或提高加碱比时,最佳水解度均有增大的趋势。聚内烯酰胺溶液浓度的影响不很明显。如前所述,聚丙烯酰胺的絮凝效果在本质上是由其分子链在溶液中的存在形态所决定的。水解度作为描述水解程度的指标,仅在一定程度上反映了聚丙烯酰胺的这一性态。 水解度相同,聚丙烯酰胺分子链的伸展程度及荷电情况不一定相同。

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