温度和搅拌速度对聚丙烯酰胺溶液配制的影响

温度

今天51PAM主要来谈谈配制条件对聚丙烯酰胺水溶液粘度的影响,以下将聚丙烯酰胺简称为PAM,粘度是聚丙烯酰胺水溶液应用中的重要参数,有大量文献对聚丙烯酰胺溶液粘度产生机理、溶液浓度、剪切速率、离子强度对溶液粘度性质的影响进行了大量研究,本文主要从温度、搅拌速度在PAM溶液配制过程中及完全溶解后对粘度的影响做一个详细的介绍。欢迎广大絮凝剂从业者分享交流。

在配制过程中采用300r/min和600/min的搅拦速度,测定了一系列不同浓度的聚丙烯酰胺水溶液在30摄氏度时的粘度,发现同一质量分数的聚丙烯酰胺溶液在不同的搅拌速度下溶解得到的溶液最终粘度相差较大,较高转速下得到的溶液粘度大约只有低转速得到溶液粘度的60%~70%。

其完全溶解后的水溶液再经过长时间高速搅拌,发现粘度没有变化。可见搅拌速度对PAM溶液粘度的影响只限于溶解过程中。笔者认为溶解后,聚丙烯酰胺分子内氢键与水分子形成的分子外氢键达到了平衡状态,形成了一种二次结构,破坏这种二次结构所需要的活化能比较大,即使提高搅拌速度,也不会破坏这种二次结构,从而不会再影响聚丙烯酰胺溶液的粘度。

溶解中温度对溶液粘度的影响也较大,同一质量分数的PAM溶液在不同温度下溶解得到的溶液粘度相差较大,PAM溶液浓度低(0.8%,1.0%)时,溶解温度超过40摄氏度,粘度明显下降,聚丙烯酰胺溶液浓度高(1.2%,1.4%)时,溶解温度超过去45摄氏度,粘度明显下降,温度有利于克服分子链同—CONH2的氢键缔合,但要高于阈值温度后粘度才能明显下降的现象,这与水在聚丙烯酰胺中的扩散活化能和颗粒聚丙烯酰胺溶解活化能有关,只有超过水在聚丙烯酰胺中的扩散活化能和颗料聚丙烯酰胺溶解活化能,才能克服分子链间—CONH2的氢键缔合,导致聚丙烯酰胺的酰胺基更多地与水分子作用而使粘度变小。

据笔者实验表明溶解后温度对粘度基本没有影响。实验中,在30摄氏度溶解得到的聚丙烯胺水溶液升温至35~55摄氏度,保持2h,然后降温至30摄氏度测量溶液粘度,粘度基本保持不变,可见温度对溶液粘度的影响只限于溶解过程中。溶解后再提高温度不能破坏二次结构,不影响二次结构的稳定性,从而不会再影响聚丙烯酰胺溶液的粘度。

因此聚丙烯酰胺网(51PAM.com)得出结论,配制溶解过程中不同的搅拌速度和温度导致聚丙烯酰胺水溶液的最终粘度相差很大,较快的搅拦速度和较高的温度溶解得到的水溶液粘度较小。聚丙烯酰胺在溶解过程中有可能形成了一种决定粘度的地一次结构,这种结构的形成与溶解过程中的搅拌速度和溶解温度有关,这种二次结构相当稳定,不易再受搅拌速度和温度的影响。

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