什么原因?qū)е翽AM聚丙烯酰胺溶液粘度和絮凝效能

發(fā)布時(shí)間：2018-09-07 09:09:58 作者：衛(wèi)瀾環(huán)保 來 源：衛(wèi)瀾環(huán)保

   PAM聚丙烯酰胺是一類重要的水溶性高分子聚合物,已廣泛應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域和人們的日常生活中。由于具有良好的理化特性,一直被認(rèn)為是安全、無毒和穩(wěn)定的,所以有關(guān)其在自然界中的降解及其可能產(chǎn)生毒性的研究在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)被忽視。事實(shí)上,PAM聚丙烯酰胺在環(huán)境中的殘留、遷移、降解對(duì)環(huán)境具有潛在危害性。目前,其應(yīng)用范圍和規(guī)模正呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì),而其研究多集中在其合成和應(yīng)用方面,對(duì)PAM聚丙烯酰胺的降解尤其是生物降解研究極少。

首先要了解絮凝劑會(huì)在不良的條件下發(fā)生導(dǎo)致絮凝整體的性能下降的變化，這個(gè)就是人們常說的降解作用。它的具體表現(xiàn)為分子量下降、溶液粘度降低、絮凝性能變差甚至失效。可能產(chǎn)生這種作用的因素很多。就此而言，高分子量的pam是相當(dāng)“嬌氣”的物質(zhì)。而且，pam的分子量越高，越容易產(chǎn)生這些變化，對(duì)有關(guān)的因素就越敏感。必須十分重視這個(gè)問題，否則再好的絮凝劑也不能取得良好效果。  在現(xiàn)在的銷售市場(chǎng)上的PAM聚丙烯酰胺的產(chǎn)品有很多的品種他們都各自有各自的優(yōu)勢(shì)，但是有一個(gè)基本點(diǎn)是不會(huì)變的，PAM聚丙烯酰胺產(chǎn)品的分子量很高，這個(gè)是他們作為良好絮凝性能的基礎(chǔ)。同時(shí)也要意識(shí)到在現(xiàn)實(shí)中這種絮凝劑的大分子容易受到外界各種因素的影響而破壞，使它的各方面的性能大大下降。所以在使用絮凝劑和相關(guān)的配置過程必須認(rèn)真防止出現(xiàn)這個(gè)問題。

上面介紹了PAM聚丙烯酰胺的降解知識(shí)，現(xiàn)在來介紹一下關(guān)于PAM聚丙烯酰胺的降解的因素的具體介紹。導(dǎo)致pam溶液粘度和絮凝效能降低的主要因素有：

1、機(jī)械的作用：高速攪拌或在溶液中施加強(qiáng)烈的機(jī)械剪切，都會(huì)使大分子斷裂。如將pam溶液在離心泵內(nèi)攪幾秒鐘，其分子量下降達(dá)75%。如用高速攪拌溶解或高速設(shè)備輸送，都會(huì)明顯降低它的分子量和絮凝性能。

2、鐵銹和鐵化合物：在pam溶液中加入很微量(如2mg/l)的鐵化合物(如fecl3)，或微量的鐵銹粉末，輕微攪拌使之分散，pam溶液的粘度和絮凝性能便大幅度降低。將pam溶液置于生銹的鐵器中，４小時(shí)后粘度下降78%，絮凝效能大大降低。

3、高溫的作用：pam大分子對(duì)高溫很敏感，如0.1%的pam溶液在80℃下放４小時(shí)，分子量由2100萬降至760萬，在50℃下放置亦降至1690萬；分子量為1050萬的pam，在80℃下放置４小時(shí)后分子量降到330萬。如在30℃下，分子量下降很慢。若pam原來的分子量很低，如370萬，則受熱的降解很少。

4、并存雜質(zhì)的影響：pam溶液中如有懸浮雜質(zhì)會(huì)降低它的粘度。無機(jī)離子特別是高價(jià)離子也有很大影響。如一種pam溶液的粘度為191厘泊，加入含na+100mg/l的nacl后，溶液粘度降至140，而加入含ca2+100mg/l的cacl2后，粘度降至30厘泊。

5、其他：紫外線照射會(huì)使pam迅速降解，強(qiáng)烈照射４小時(shí)可使pam的分子量由1800萬下降到1000萬，溶液中存有氧化劑亦加速降解

pam的降解屬于通過游離基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(free radical chain reaction)，凡是能引發(fā)產(chǎn)生游離基的因素都會(huì)加速pam的降解。氧和鐵的反應(yīng)能生成游離基，紫外線也是這樣，都要注意避免。
pam溶液的性能下降，部分是由于大分子形態(tài)的變化：由線形伸張的長(zhǎng)鏈狀變?yōu)槭湛s卷曲的球狀。pam分子中含有大量的負(fù)電基，它們互相排斥而使大分子呈伸展?fàn)顟B(tài)，分子較長(zhǎng)并充分露出活性基團(tuán)，善于起架橋聯(lián)結(jié)作用，絮凝性能較好。但是如果 pam 溶液中存有較多陽(yáng)離子，它們?cè)诖蠓肿迂?fù)電基的周圍形成雙電層，就會(huì)減弱負(fù)電基之間的相斥力，使pam大分子轉(zhuǎn)變成卷曲狀態(tài)。離子濃度越高，這種影響越大。雙價(jià)離子如ca2+不但較強(qiáng)烈地被負(fù)電基吸附，而且可能使兩個(gè)負(fù)電基橋聯(lián)起來，更增強(qiáng)了大分子的卷縮。這既造成了溶液粘度下降(球狀大分子的溶液粘度比線狀分子低很多)，而且也降低了pam分子中羧基的有效活性，使絮凝性能明顯下降。