低分子量范围(300 - 500 万)用于轻度增稠
适用场景:在一些对粘度要求不高的体系中,如水性涂料、油墨等,低分子量的聚丙烯酰胺可以发挥增稠作用。例如,在水性涂料中,分子量约 300 万的聚丙烯酰胺可以使涂料具有更好的流动性控制,防止颜料沉淀,同时又不会使涂料过于粘稠而影响施工性能。
对于一些低浓度的乳液体系,如简单的护肤乳液,使用分子量在 300 - 500 万左右的聚丙烯酰胺可以适当增加乳液的稠度,使其具有更好的稳定性和质感,而且不会给使用者带来过于厚重的感觉。
增稠原理:低分子量聚丙烯酰胺主要通过分子间的氢键等弱相互作用与体系中的其他分子相互作用。在水性体系中,它可以吸附水分子,使分子链伸展,从而增加体系的粘度。由于其分子链相对较短,增稠效果相对温和,不会引起体系过度的粘弹性变化。
中分子量范围(500 - 1200 万)用于中等程度增稠
适用场景:在造纸工业中,用于纸张涂布液的增稠。分子量在 600 - 900 万左右的聚丙烯酰胺可以使涂布液具有合适的粘度,保证涂布的均匀性和纸张的质量。它可以使涂料更好地附着在纸张表面,提高纸张的光泽度和印刷适应性。
在纺织印染助剂中,例如印花糊料,分子量约 700 - 1200 万的聚丙烯酰胺能够提供足够的粘度,使印花图案清晰、边缘整齐。同时,在印染过程中,它可以帮助染料更好地附着在织物上,提高染色效果。
增稠原理:中分子量聚丙烯酰胺除了分子间的氢键作用外,其分子链开始能够产生一定的缠绕效果。在溶液中,分子链的缠绕增加了流体的内摩擦力,使体系的粘度显著增加。这种缠绕作用在一定程度上限制了液体的流动,从而达到增稠的目的。
高分子量范围(1200 万以上)用于高强度增稠
适用场景:在石油开采中的钻井泥浆中,会使用分子量高达 1800 万以上的聚丙烯酰胺。它可以大幅增加泥浆的粘度,有效携带钻屑从井底返回地面,防止钻屑在井底堆积,同时能够在井壁上形成一层保护膜,减少井壁坍塌的风险。
在一些高固体含量的胶水、密封胶等产品中,分子量在 1500 - 2500 万左右的聚丙烯酰胺可以提供很强的增稠效果。这种高强度增稠可以使胶水具有更好的粘结性和抗流淌性,满足产品的使用要求。
增稠原理:高分子量聚丙烯酰胺的分子链很长,在溶液中会发生强烈的分子链缠绕和交联。这些相互缠绕的分子链形成了一个三维网络结构,极大地限制了液体的流动,从而产生高强度的增稠效果。而且这种三维网络结构还可以吸附大量的溶剂分子(如水分子),进一步增加体系的稳定性和粘度。