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酸堿度對陰離子聚丙烯酰胺分子量的影響
聚丙烯酰胺(PAM)是一類有機高分子聚合物,具有絮凝性、增粘性、表面活性等多種性能,可用作增稠劑、降失水劑、絮凝劑、分散劑、降阻劑等,廣泛應用于石油、醫(yī)藥、建筑、化工、陶瓷、紡織、采礦等行業(yè)。
聚丙烯酰胺(PAM)可分為陰離子型、陽離子型和非離子型三種,其中陰離子聚丙烯酰胺(APAM)的高分子鏈上具有活性酰胺基團和帶有負電荷的陰離子羧基官能團,可以和其它物質發(fā)生物理、化學反應,實際應用中具有成本低、用量少、效果好的特點。陰離子聚丙烯酰胺的合成方法主要有均聚法和共聚法,工業(yè)化生產(chǎn)的工藝以均聚法為主,包括均聚共水解和均聚后水解。該方法存在著工藝復雜,水解度不易控制,產(chǎn)物的分子量范圍較為寬泛,未聚合的單體多,副產(chǎn)物的量也較大,且腐蝕設備、污染環(huán)境等問題。若采用共聚法,則省去了水解的工序,生產(chǎn)周期得到了縮短且無環(huán)境污染問題的存在,應是當前陰離子聚丙烯酰胺研究的重點之一。
反應體系的酸堿度也是影響聚合產(chǎn)物分子量的一個重要因素,本實驗以1%wt的氫氧化鈉和鹽酸溶液調節(jié)反應溶液的酸堿度。在不同的pH 值條件下反應所得產(chǎn)品的分子量有明顯的差異。pH值過低時,酸性過強,容易引起爆聚,形成交聯(lián)狀不溶物,所得陰離子聚丙烯酰胺APAM分子量也較低;隨著pH值的增大,反應溶液酸性漸弱堿性漸增,所得陰離子聚丙烯酰胺APAM的分子量逐漸減小,而溶解性變好。這種現(xiàn)象可歸因于,低pH值條件下聚合易伴生分子內(nèi)和分子間的亞;磻纬芍ф溁蚪宦(lián)型產(chǎn)物,從而導致聚合產(chǎn)物溶解性能較差和分子量的較;而在高pH 值下,AM可生成氮氚三丙烯酰胺(NTP),NTP在反應中是潛在的還原劑,其量越多反應速度越快,同時NTP也是鏈轉移劑,會導致終產(chǎn)品分子量降低,使其溶解性變好。