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聚丙烯酰胺在處理污水時不能直接添加,需要先將其溶解配置成不同濃度的溶液才能使用,那么,那些因素影響聚丙烯酰胺的水解粘度呢?
1、溫度
溫度是分子無規(guī)則熱運動激烈程度的反映,分子的運動必須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,故高聚物溶液的粘度會隨溫度發(fā)生變化。溫度改變對高聚物溶液粘度的影響是顯著的。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。
2、水解時間
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(dǎo)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、礦化度
聚丙烯酰胺分子鏈中陽離子基團相對于陰離子基團數(shù)目較多,凈電荷較多,極性較大,而H20是極性分子,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,聚合物溶液極性減小,黏度減。坏V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(dǎo)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(dǎo)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。
4、分子量
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,使高聚物溶液呈凝膠狀。因此,高聚物相對分子質(zhì)量越大,分子間越易形成鏈纏結(jié),溶液的粘度越大。