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行业知识

如何判定聚丙烯酰胺的好坏?多面解析聚丙烯酰胺

  如何判定聚丙烯酰胺的好坏?多面解析聚丙烯酰胺

  聚丙烯酰胺(PAM)是现在常用的净水材料,根据其分子量的不同可划分为阴离子、阳离子、非离子三种规格,今天,我们巩义市美源净水材料有限公司做为这个行业里的资深企业,就从聚丙烯酰胺的物理性质等多方面详细讲解一下如何去划分聚丙烯酰胺的好环?以便让你更加了解聚丙烯酰胺。

  一:溶解性

  聚丙烯酰胺易溶于冷水,相对分子质量对其不溶性的影响不太明显,但高相对分子质量的聚丙烯酰胺在浓度超过10%以后,就会形成凝胶状的结构。提高温度可以稍微促进溶解但溶解温度不要超过50℃,以防止发生分子降解。为了获得很好的水分散性,商品聚丙烯酰胺制成片状、粒状为宜。如果允许先使聚丙烯酰胺分散在水溶性醇中,然后再搅拌加到水中,将会大大加快溶解速率。聚丙烯酰胺在水中的溶解速率不受PH值的影响,但如果是部分水解的产品,pH值偏碱性,其溶解速率会稍稍提高。pH值大于10.5时,聚丙烯酰胺就会发生水解。未水解的聚丙烯酰胺的稀溶液不受大多数无机盐的影响,但高价盐会析出水解度为45%的聚丙烯酰胺,因为高价的金属盐与羧基形成不溶于水的盐。

  聚丙烯酰胺在有机溶剂中的溶解度一般是有限的。某些化合物,如乙二醇、甘油、二氧六圜、丙醇胺、吗啉、丙二醇、醇一环氧乙烷加成物,对它具有有效的溶剂化用,相当于聚合物的增塑剂。它不溶于大多数非极性有机溶剂,也不溶于丙酮和甲醇。

  可以通过在甲醇或丙酮中沉淀的办法来提纯聚丙烯酰胺。用含20%-30%水的甲醇或丙酮对聚丙烯酰胺进行洗涤也可以去除杂质。

  二:黏度

  聚丙烯酰胺水溶解黏度受溶液黏度、pH值 、剪切速率及聚合物相对分子质量的影响。聚丙烯酰胺溶液的黏度和浓度近似于对数关系。高相对分子质量聚丙烯酰胺浓度超过10%时就很难处理。升高温度则降低黏度,但并不显著。非离子型聚丙烯酰胺溶液黏度受pH值的影响不明显。但当pH值在10以上时,聚丙烯酰胺由于水解,黏度很快升高。这时,pH值的影响才显现出来。纯聚丙烯酰胺易水解。在水溶液中,当pH值由酸性转到碱性范围时,非离子酰胺基转为阴离子羧基,羧基因带负电荷而产生斥力,导致大分子僵直,增加了分子间的摩擦力,黏度因而明显的增加,这种现象只有在溶液存放一段时间后才会显示出来,在溶液配制后3h左右测定黏度就看不到这种现象。聚丙烯酰胺溶液黏度随着其水解度的升高而升高。聚丙烯酰胺是非牛顿流体,在剪切条件下显示假塑性。转速增加,即剪切速率增大,黏度降低。这种现象可以用高分子链的缠结概念来解释。当剪切速率增大时,缠结被部分破坏,缠结点的数目因此有所降代,因而导致黏度下降。缠结概念还可以解释下面的现象:聚丙烯酰胺各种不同浓度的溶液黏度随相对分子质量增大曲线都有一个拐点,这个拐点表示在相对分子质量增大到某一数值后,黏度就急剧增大。这个数值就是大分子链开始产生缠结时聚丙烯酰胺相对分子质量。由于缠结,高分子链相互运动受到了空间阻碍,这就使黏度发生突变。据调查,这个突变的相对分子质量为44X104。

  三:对盐类等的容忍度

  聚丙烯酰胺溶液对电解质有很好的容忍性。如对氯化铵、硫酸钙、硫酸铜、氢氧化钾、碳酸钠、硼酸钠、硝酸钠、磷酸钠、硫酸钠、氯化锌、硼酸、磷酸等都不敏感,与表面活性剂也能相容。聚丙烯酰胺可耐霉菌的侵蚀,但不耐其他微生物的侵蚀。因此,当聚丙烯酰胺溶液储存时,应含有100-1000mg/L的杀菌剂或其他五氯酚钠之类的杀菌剂。

  四:絮凝作用

  聚丙烯酰胺分子链很长,这就使它能在两个粒子之间架桥。在部分水解的聚丙烯酰胺溶液中加入氧化铝的水合物时,聚合物的阴离子点吸附在氧化铝上的阳离子点上,黏度就迅速地增加或凝胶化。这同一般絮凝的机理类似,即一个分子能同时吸附几个粒子,使它们拉一起,迅速沉降。沉降的速率取决于絮凝剂的浓度和悬浮固体的浓度,如果絮凝剂的用量过多,使粒子上的吸附点被迅速占领,减少了架桥的可能性,絮凝效率反而降低。

  五:降低流体的动力学阻力

  聚丙烯酰胺和其他水溶性聚合物一样能大大降代流体通过管线所需要的能量,流体的阻力降取决于聚合物的浓度和流体的线速度。在水力疏浚作业中经常采用管路输送挖出物。在给定的泵送能力下增加挖出物的流动速率是很有意义的实用技术。使用高相对分子质量的聚丙烯酰胺就可以减少疏浚物的管流阻力。当添加100mg/L SeparanAP273(美国一家公司)的聚丙烯酰胺时,减阻可达70%。有公司对高岭土、云母悬浮液在管道中的减阻效应作了测定,发现聚丙烯酰胺用量起着重要的作用。

  六:稀溶液及相对分子质量的测定

  对聚丙烯酰胺溶液的理论研究是很活跃的。从应用角度研究聚丙烯酰溶液的目的之一是为了研究它的相对分子质量测定,即黏度法测定聚丙烯酰胺的相对分子质量,就常用的重均相对分子质量来讲,聚丙烯酰胺溶液可能部分水解。而没有水解的聚丙烯酰胺溶液的黏度同pH=3时黏度为7X10-3Pa.s增加到pH=7时黏度为21X10-3Pa.s,黏度因聚丙烯酰胺离子化而提高可以通过加入溶解盐而恢复;但即使加入4%NaCl,有时也不能完全恢复非离子的黏度。一般在0.1%-2%的浓度范围内研究聚丙烯酰胺溶液的黏度。在更低的浓度下,黏度和浓度有近似的对数关系。在奥氏和乌氏黏度之间没有什么关系式。测量始终用同一种方法。测量相对分子质量时,一般需要NaNO3,或在pH=3下测量,这样可以抑制氟斯效应。相对分子质量越高,对切变就越敏感。100X104以上相对分子质量级别的聚合物在快带搅拌和震动时,就会以一定速率降解。可以发现,在通过一根毛细管黏度计后黏度就下降了。

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