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聚丙烯酰胺溶液的粘度受那些因素影響

    聚丙烯酰胺溶液的粘度主要反映了液體分子之間因流動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦阻力。內(nèi)摩擦阻力與聚合物的結(jié)構(gòu)、溶劑的性質(zhì)、溶液的濃度及溫度和壓力等因素有關(guān),它的數(shù)值越大,表明溶液的粘度越大。
    溫度對(duì)聚丙烯酰胺粘度的影響
    溫度是分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)激烈程度的反映,分子的運(yùn)動(dòng)必須克服分子間的相互作用力,而分子間的相互作用,如分子間氫鍵、內(nèi)摩擦、擴(kuò)散、分子鏈取向、纏結(jié)等,直接影響粘度的大小,故高聚物溶液的粘度會(huì)隨溫度發(fā)生變化。溫度改變對(duì)高聚物溶液粘度的影響是顯著的。聚丙烯酰胺溶液的粘度隨溫度的升高而降低,其原因是高分子溶液的分散相粒子彼此糾纏形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合體,溫度越高時(shí),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越容易破壞,故其粘度下降。
    水解時(shí)間對(duì)聚丙烯酰胺粘度的影響

    聚丙烯酰胺溶液粘度隨水解時(shí)間的延長(zhǎng)而改變,水解時(shí)間短,粘度較小,這可能是由于高聚物還來不及形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所致;水解時(shí)間過長(zhǎng),粘度下降,這是聚丙烯酰胺在溶液中結(jié)構(gòu)發(fā)生松解所致。部分水解聚丙烯酰胺溶于水后離解成帶負(fù)電荷的大分子,分子間靜電排斥作用以及同一分子上不同鏈節(jié)之間的陰離子排斥力導(dǎo)致分子在溶液中伸展并能使分子之間相互纏繞,這就是部分水解聚丙烯酰胺能使其溶液粘度明顯增加的原因。



    礦化度對(duì)聚丙烯酰胺粘度的影響
    聚丙烯酰胺分子鏈中陽(yáng)離子基團(tuán)相對(duì)于陰離子基團(tuán)數(shù)目較多,凈電荷較多,極性較大,而H20是極性分子,根據(jù)相似相溶原理,聚合物水溶性較好,特性黏度較大;隨著礦物質(zhì)含量的增加,正的靜電荷部分被陰離子包圍形成離子氛,從而與周圍正的靜電荷結(jié)合,聚合物溶液極性減小,黏度減小;礦物質(zhì)濃度繼續(xù)增加,正、負(fù)離子基團(tuán)形成分子內(nèi)或分子間氫鍵的締合作用(導(dǎo)致聚合物在水中的溶解性下降),同時(shí)加入的鹽離子通過屏蔽正、負(fù)電荷,拆散正、負(fù)離子間締合而使已形成的鹽鍵受到破壞(導(dǎo)致聚合物在水中的溶解性增大),這兩種作用相互競(jìng)爭(zhēng),使得聚合物溶液在較高的鹽濃度(>0.06 mol/L)下粘度保持較小。
    分子量對(duì)聚丙烯酰胺粘度的影響
    聚丙烯酰胺溶液的粘度隨高聚物分子量的增大而增大,這是由于高分子溶液的粘度由分子運(yùn)動(dòng)時(shí)分子間的相互作用產(chǎn)生。當(dāng)聚合物相對(duì)分子質(zhì)量約為106時(shí),高分子線團(tuán)開始相互滲透,足以影響對(duì)光的散射。含量稍高時(shí)機(jī)械纏結(jié)足以影響粘度。含量相當(dāng)?shù)蜁r(shí),聚合物溶液可視為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),鏈間機(jī)械纏結(jié)和氫鍵共同形成網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)。含量較高時(shí),溶液含有許多鏈-鏈接觸點(diǎn),使高聚物溶液呈凝膠狀。因此,高聚物相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間越易形成鏈纏結(jié),溶液的粘度越大。

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