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聚丙烯酰胺溶液的粘度受這些因素的影響

日期:2020/07/25 16:35 人氣:
聚丙烯酰胺溶液的粘度主要反映了液體分子間流動或相對運動引起的內摩擦阻力。內摩擦阻力與聚合物結構、溶劑性質、溶液濃度、溫度和壓力等有關。
溫度對聚丙烯酰胺粘度的影響:
溫度是分子隨機熱運動強度的反映,分子運動必須克服分子間相互作用,而分子間相互作用,如分子間氫鍵、內耗、擴散、分子鏈取向、糾纏等。直接影響粘度,所以聚合物溶液的粘度會隨溫度而變化。溫度變化對聚合物溶液粘度的影響顯著。聚丙烯酰胺溶液的粘度隨著溫度的升高而降低。原因是聚合物溶液的分散相顆粒相互纏結,形成具有網絡結構的聚合物。溫度越高,越容易破壞網絡結構,因此其粘度降低。
水解時間對聚丙烯酰胺粘度的影響:
聚丙烯酰胺溶液的粘度隨水解時間的延長而變化,水解時間短,粘度小,這可能是由于聚合物尚未形成網絡結構;由于水解時間過長,粘度降低,水解時間過長是由于聚丙烯酰胺在溶液中的結構變松造成的。部分水解的聚丙烯酰胺溶于水,分解成帶負電荷的大分子。分子間的靜電排斥和同一分子上不同鏈節間的陰離子排斥導致分子在溶液中拉伸并相互纏結,這就是部分水解聚丙烯酰胺能明顯增加其溶液粘度的原因。
鹽度對聚丙烯酰胺粘度的影響:
與陰離子基團相比,聚丙烯酰胺分子鏈中的陽離子基團凈電荷多,極性大,而H2O是極性分子。根據相似混溶性原理,聚合物具有更好的水溶性和更大的特性粘度。隨著礦物含量的增加,正靜電荷被陰離子部分包圍,形成離子氣氛,與周圍的正靜電荷結合,聚合物溶液的極性和粘度降低,礦物濃度繼續增加,正負離子基團形成分子內或分子間氫鍵的締合(導致聚合物在水中的溶解度降低)。同時,加入的鹽離子通過屏蔽正負電荷打破了正負離子之間的結合,導致聚合物在水中溶解度的增加。這兩種效應相互競爭,使得聚合物溶液中的鹽濃度更高(0.06摩爾/升),粘度保持較小。
分子量對聚丙烯酰胺粘度的影響:
聚丙烯酰胺溶液的粘度隨著聚合物分子量的增加而增加,這是分子運動時分子間相互作用的結果。當聚合物的相對分子質量約為106時,聚合物線圈開始相互滲透,這足以影響光的散射。當含量稍高時,機械纏結足以影響粘度。當含量很低時,聚合物溶液可視為網絡結構,鏈與氫鍵之間的機械纏結一起形成網絡的節點。當含量高時,溶液含有許多鏈節接觸,這使得聚合物溶液凝膠化。因此,聚合物的相對分子質量越高,分子間就越容易形成鏈纏結,溶液的粘度也就越高。
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