澳门新葡萄京,澳门新葡萄京网址

电话:0371-66488919

聚丙烯酰胺溶液放置后粘度降低的原因分析

【文章来源】:澳门新葡萄京所有网站

【发布日期】:2018-3-5 14:42:13

文章内容

文章内容

    研究发现聚丙烯酰胺水溶液粘度具有依时性即:随溶液放置时间的延长溶液粘度降低的现象。分子量较高(>105)的聚丙烯酰胺水溶液才有明显的粘度损失,且分子量越大,粘度降低越显著。

    许多关于聚丙烯酰胺溶液粘度的时间依耐性机理的观点,具有代表性的主要有以下几种:(l)引发剂对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响机理;(2)聚合物大分子解缠机理;(3)分子氢键断裂机理。

聚丙烯酰胺絮凝处理.jpg

    引发剂对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响机理的证据:

    在早期的聚丙烯酰胺制备过程中一般以过硫酸盐做引发剂。在分子量和浓度都相同的聚丙烯酰胺水溶液中加入不同浓度的K2S2O8。发现K2S2O8浓度越大.溶液的粘度随时间损失也越大,这说明K2S2O8对聚丙烯酰胺的确有降解作用。

    聚合物大分子解缠机理:

    解缠机理认为聚丙烯酰胺水溶液粘度下降的原因不是由于大分子降解,而是由于大分子缠绕程度的变化引起的。

    在高分子溶液的形成过程中,溶剂分子分散到聚合物分子链之间,并将它们分离(溶剂化作用),这种分离受到聚合物分子量、聚合物浓度、缠绕程度和次价力作用的影响。分子量增加,分子间缠结点增加 ,缠绕程度增加。聚合物浓度增加,一定体积内大分子数目增加,大分子在其它分子周围的自由体积内缠绕的几率增加,所形成的高分子溶液的缠绕程度增加。

    在高分子溶液中,链段的热运动可以起到解缠作用。对于浓溶液,大分子的自由端可以和邻近的分子形成新的缠绕。所以达到缠结与解缠之间的平衡需要一定的时间。分子量越高达到平衡所需的时间越长,一旦达到平衡,浓度不变时,粘度保持不变。所以分子量很高的聚丙烯酰胺水溶液粘度呈现由急剧下降到逐渐变缓,最后趋于定值的变化趋势。

    分子氢键断裂机理:

    现象一:研究发现,在分子量大于1.5*105g/mol的情况下,在排除了光降解、热降解、机械降解、残留引发剂降解、空气中氧和二氧化碳降解的条件下,其聚丙烯酰胺水溶液仍存在粘度损失。聚丙烯酰胺的分子量在贮存期间没有改变,而回旋半径随时间增加而变小。

    现象二:为了验证解缠假设机理,用ηsp/c对浓度C作图,得到贮存时间不同情况下的曲线。得到的曲线几乎是平行的,也就是说贮存过程中ηsp/c的下降与浓度无关。实验浓度是在小于粘度法测分子量所要求的临界浓度,也就是说在这些浓度下,溶液中每个大分子都是相互独立的,理论上彼此之间不存在相互作用。在很稀的浓度情况下粘度损失仍很显著,是无法用解缠机理能解释的。

    分子氢键断裂机理:

    无论是哪种类型的氢键结构,在水溶液中都会遭到水分子的进攻而被破坏,同时在未取向的链段上会形成新的氢键,这是一个可逆过程。根据热力学嫡增原理,大分子在溶液中的构象将由僵直状态向柔性状态变化、所以这个可逆的平衡过程将向氢键被破坏的方向移动。尤其是X型和y型氢键的破坏将引起大分子流体力学体积的显著减小,这就是一开始溶液粘度急下降的原因。Z型氢键的影响较小。由于过程是可逆的,达到平衡需要时间,所以粘度的下降随时间呈现出由急剧下降到缓慢下降的趋势,最后达到稳定值。

    在实际的研究和应用过程中,由于情况复杂得多,并且不可能排除其它原因引起降解的可能性,氢键破坏只是粘度下降的原因之一,特别应当指出的是:在剪切作用下,溶液粘度也会有明显的变化,且随剪切速率增大,粘度损失也越大。

    降低依时性的方法:

    添加稳定剂,改变水的作用强度,使聚丙烯酰胺溶液粘度稳定或少变,在较短时间内达到平衡构象。可用的稳定剂:异丙醇、乙二醇、甘油。

0371-69580958 在线订购
XML 地图 | Sitemap 地图