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搅拌速率、温度对聚丙烯酰胺溶液黏度的影响
搅拌速率、温度对聚丙烯酰胺溶液黏度的影响
    黏度是聚丙烯酰胺水溶液应用中的重要工艺参数,人们对PAM溶液黏度产生机理、溶液浓度、剪切速率及离子强度对溶液黏度性质的影响进行了大量研究,发现黏度大小与溶液浓度、剪切速率、温度及离子强度密切相关,研究表明,溶液在95度热处理和紫外线照射的情况下只有少量降解,黏度也表现得相当稳定,测定了水在絮凝剂中的扩散活化能和颗粒絮凝剂溶解活化能,推测溶解的过程主要是克服分子链—COMH2的氢键缔合,研究了影响PAM溶解的因素,并借助其溶解机理阐述了酰胺结构对其溶解性能的影响。
    1.溶解中搅拌速度对溶液最终黏度的影响:在配置过程中采用200r/min和600r/min的搅拌速度,测定了一系列不同浓度的聚丙烯酰胺水溶液在30度时的黏度,发现同一质量分数的溶液在不同的搅拌速度下溶解得到的溶液最终黏度相差较大,较高转速下得到的溶液黏度大约只有低转速得到溶液黏度的60%~70%。
    2.溶解后搅拌速度对溶液黏度的影响:完全溶解后的溶液再经过长时间高速搅拌,发现黏度没有变化,可见搅拌速度对溶解黏度的影响只限于溶解的过程中,溶解后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,从而不会再影响酰胺溶液的黏度。
    3.溶解中温度对溶液黏度的影响:实验可知,同一质量分数的溶液在不同温度下的溶解得到的溶液黏度相差较大,聚丙烯酰胺溶液浓度低(0.8%,1.0%)时,溶解温度超过40度,黏度明显下降;溶液浓度高(1.2%,1.4%)时,溶解温度超过45度,黏度明显下降,温度有利于克服分子链间-CONH2的氢键缔合,但这与水在PAM中的扩散活化能和颗粒溶解活化能有关,只有超过水在酰胺中的扩散活化能和颗粒产品溶解活化能,才能克服分子链间-CONH2的氢键缔合,从而使聚丙烯酰胺的酰胺基更多的与水分子作用,使黏度变小。
    4.溶解后温度对黏度的影响:在30度溶解得到的水溶液升温至35~55度,保持2h,然后降温至30度测量溶液黏度,黏度基本保持不变,可见温度对溶液黏度的影响只限于溶解的过程中,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,从而不会再影响溶液的黏度。
    配置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黏度相差较大,较快的搅拌速度和较高的温度溶解得到的PAM水溶液黏度较小,在溶解的过程中有可能形成了一种决定黏度的二次结构,这种结构的形成与水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,不易再受搅拌的速度和温度的影响。
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