聚丙烯酰胺溶解性:
作为高分子聚合物的阳离子聚丙烯酰胺溶解速率的影响因素主要涉及以下两个要素:
1、分子的扩散
物质的溶解过程是溶质分子和溶剂分子相互渗透和扩散过程,因此溶质和溶剂分子的运动能力是影响溶剂时间的重要因素。由于溶质分子在尺寸上远大于溶剂分子,因此两者的扩散速率相差十分悬殊。在溶解的初期实际上只有水分子向聚丙烯酰酰胺的单方面扩散,聚丙烯酰胺分子不可能向水的方向扩散,所以先溶胀是溶解的必经阶段。
2、氢键和缠结
在聚丙烯酰胺的分子链内和分子链间,酰胺侧基间能形成氢键。氢键是最强的分子间作用力,高分子量的聚丙烯酰胺分子链上存在大量的氢键;同时,高分子量的聚丙烯酰胺的分子链很长,长的分子链必然要卷曲,它们聚集在一起也必然缠结在一起。因此,要是聚丙烯酰胺快速溶解需要依靠溶剂水分子的快速渗入和攻击,净氢键解离和分子链解缠结。
而聚丙烯酰胺的溶解速率与其分子量、离子度、分子的几何结构、溶解温度、搅拌和投料方式有关。
溶解速率随分子量的增大和化学交联程度的增加而变慢,整体交联将使聚丙烯酰胺先溶账不溶解。在粉末产吕的制造过程中,高的干燥温度和长的干燥时间会使产品部分支化或轻度交联,而延长溶解时间甚至出现部分不溶物。有些生产厂家由于生产工艺掌握的不成熟,会出现溶解速度极慢,溶解一定时间后不溶物多的情况。
溶解温度和搅拌速率的提高有利于分子扩散,而溶解速率。但较高的溶解温度(50摄氏度以上)和强烈的搅拌速率会使聚丙烯酰胺降解,性能变差。这对粉末型的产品尤为突出。
阳离子絮凝剂对气浮性能的影响:使用PAC和与聚丙烯酰胺PAM或PDA复合使用处理废水时气浮效果及浮渣性质的比较。可以看出,CPAM或PDA的加入明显改善了气浮效果以及浮渣的性质,絮凝体上浮速度快,出水中看不到未能上浮的微小絮凝体,浮渣体积仅为单独投加PAC的1/3左右,而且含水率低,易于进行脱水处理。单独使用阳离子有机絮凝剂处理含油乳化废水效果不好。当阳离子有机絮凝剂CPAM或PDA与PAC复合使用时产生的絮凝体形体大且结构密实,易与水体分离,处理效果得到明显的改善,PAC的投加量得到明显的降低;PD与PAC复合使用时没有表现出助凝作用。CPAM或PDA与PAC复合使用时pH适用范围为:PAC+CPAM,9.0~7.0;PAC+PDA,9.5~6.5;较理想的反应时间为10min左右;阳离子絮凝剂宜在无机混凝剂投加一段时间后加入,这样可以充分发挥阳离子有机絮凝剂的作用。投加少量CPAM或PDA可以提高气浮效果,出水水质得到改善,浮渣体积大大减少,含水率降低,易于后续处理。
新奇聚丙烯酰胺的产品应用:
1.自来水工业、高浊度水的净化、沉清、洗煤、选矿、冶金、钢铁工业、锌、铝加工业、电子工业等水处理。用于石油工业、采油、钻井泥浆、废泥浆处理、防止水窜、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到广泛运用。
2..用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。
3.用于造纸工业、一是提高填料、颜料等存留率。以降低原材料的流失和对环境的污染;二是提高纸张的强度(包括干强度和湿强度),另外,使用PAM还可以提高纸抗撕性和多孔性,以改进视觉和印刷性能,还两性离子聚丙烯酰胺因分子内含阳离子基和阴离子基,表现了更优异的性能。此类絮凝剂可在大范围的PH值内使用,具有更高的滤水量,较底的滤饼含水率,也可用于强酸浸提矿石或从含金属的酸性催化剂中回收有价值的金属。
4.用于食品及茶叶包装纸中、其他行业,食品行业,用于甘蔗糖、甜菜糖生产中蔗汁澄清及糖浆磷浮法提取。
5.酶制剂发酵液絮凝澄清工业
6.用于饲料蛋白的回收、质量稳定、性能好,回收的蛋白粉对鸡的成活率提高和增重、产蛋无不良影响,合成树脂涂料,土建灌浆材料堵水,建材工业、提高水泥质量、建筑业胶粘剂,填缝修复及堵水剂,土壤改良、电镀工业、印染工业等。无机盐效果要高数倍或数十倍,因为这类废水普遍带有阴电荷。使用水溶性偶氮引发剂AIBA等,已能将其分子量提高到千万以上。