聚丙烯酰胺水解度和其分子链的伸展程度和电荷情况的关系

      工业污水处理中都会使用到絮凝剂，有时也被称为助凝剂，经常使用的絮凝剂是聚丙烯酰胺，它在作为工业污水处理药剂使用的时候，一般使用600万—1800万分子量的产品就可以了。在污水处理工艺中，污水处理的效果和聚丙烯酰胺分子量并不是一定成正比例关系，在不同的工业污水处理工艺中，用户需要根据污水的实际情况来进行实验室选型试验来确定的。 水处理用阴离子聚丙烯酰胺分子量范围在400万-1800万分子量，增稠用阴离子聚丙烯酰胺分子量范围在1800万-2500万分子量。 

      聚丙烯酰胺对高浊度水，具有十分优异的絮凝效能。聚丙烯酰胺为非离子型高聚物，通常卷曲成无规线团。一般加碱可使聚丙烯酰胺部分水解，在所生成的羧基阴离子之间静电斥力的作用下，使分子链伸开，以暴露出来的活性酰胺基团和很长的分子链，发挥优异的吸附架桥絮凝作用。
      随着水解度的增加，羧基阴离子增加，分子链不断伸展，从而有使絮凝效果逐渐增强的作用；同时，聚丙烯酰胺分子的负电性亦逐渐增强，又妨碍了其与负电性的泥沙杂质相吸附，而且在吸附架桥中起主要作用的活性基团-酰胺基也不断减少，从而随着水解度的增加，又存在使絮凝效果逐渐变差的因素。在水解前期，前者起主导作用；水解后期，后者升居主导地位。
      影响聚丙烯酰胺水解的条件因素主要有:聚丙烯酰胺溶液浓度，加碱比及温度。将不同水解条件下的*水解度，可见其随水解条件的不同而取不同的值。在温度为20℃，加碱比0.333:1时，水解度为32～33%，与文献推荐数值30%左右基本一致。然而当提高温度或提高加碱比时，水解度均有增大的趋势。聚内烯酰胺溶液浓度的影响不很明显。如前所述，聚丙烯酰胺的絮凝效果在本质上是由其分子链在溶液中的存在形态所决定的。水解度作为描述水解程度的指标，仅在一定程度上反映了聚丙烯酰胺的这一性态。水解度相同，聚丙烯酰胺分子链的伸展程度及荷电情况不一定相同。

   聚丙烯酰胺在水解时，部分酰胺基转化为羧基，这些羧基并不全部呈离子状态，它为一弱电解质，在溶液中部分电离。加碱比对平衡移动有重要的影响。当聚丙烯酰胺浓度一定时，提高加碱比，亦即提高了氢氧根离子的浓度，从而使平衡有向右移动的趋势；但提高加碱比，增加了溶液中的电解质含量，过多Na + 的存在，使电离作用受到抑制。总的结果是使电离度减小，提高电解质浓度，改变了聚合电解质的双电层，也使聚丙烯酰胺分子链的伸展程度降低；特别是由于聚电解质很大的分子量和高电荷密度，使这一效应更为突出。所以在水解度相同时，加碱比愈高，聚丙烯酰胺分子链所带电荷就愈小，分子链伸展程度就愈小。要达到与某一低加碱比情况相同的荷电状况与伸展程度，就要进一步提高水解度。故聚丙烯酰胺的水解度随加碱比的增高而增大。
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