返稀现象的原理分子链舒展:聚丙烯酰胺(PAM)是一种高分子聚合物,在胶水中,其分子链处于卷曲或缠绕状态。当出现返稀现象时,是由于环境因素或胶水体系内部的化学变化,导致 PAM 分子链舒展。例如,当胶水体系的酸碱度发生变化,在碱性环境下,PAM 分子链上的酰胺基(-CONH₂)会受到影响,发生水解反应,产生羧基(-COOH),使分子链带上更多的负电荷。分子链间的电荷排斥作用增强,促使分子链舒展,从而使胶水的粘度降低,出现返稀现象。
溶剂化作用增强:胶水体系中的溶剂(如水)与 PAM 分子链的相互作用也导致返稀。如果胶水吸收了过多的水分或者溶剂的性质发生变化,会增强对 PAM 分子链的溶剂化作用。这使得分子链周围的溶剂层变厚,分子链之间的相互作用力减弱,进而导致胶水变稀。
与其他成分相互作用:胶水中还含有其他成分,如增塑剂、填料等。如果这些成分与 PAM 发生化学反应或物理吸附等相互作用,会改变 PAM 的分子状态。例如,某些增塑剂会插入 PAM 分子链之间,使分子链间距增大,降低胶水的粘度。
影响因素温度变化:温度升高时,分子的热运动加剧。对于胶水中的 PAM,高温会使分子链的运动更加剧烈,分子链间的缠结减少,同时溶剂的流动性也增加。这两个因素共同作用,使得胶水的粘度下降,出现返稀现象。例如,在一些高温环境下储存或使用的胶水,其返稀的程度会随着温度的升高而加剧。
酸碱度改变:如前面所述,胶水体系的酸碱度对 PAM 的稳定性有很大影响。在酸性或碱性较强的环境中,PAM 容易发生水解或其他化学反应。酸性条件下,会破坏 PAM 分子链的结构;碱性条件下,水解反应导致分子链电荷性质改变,都会引起胶水返稀。不同类型的 PAM(如阴离子型、阳离子型、非离子型)对酸碱度的敏感度也有所不同,阴离子型 PAM 在碱性环境中更容易出现返稀。
其他添加剂的影响:胶水中的添加剂种类和含量会影响返稀现象。除了增塑剂外,一些填料如果与 PAM 不能很好地兼容,会影响 PAM 的分子链状态。例如,某些含有金属离子的填料会与 PAM 分子链上的官能团发生反应,改变分子链的电荷分布或结构,导致胶水变稀。
应对措施控制环境条件:尽量将胶水储存在温度和湿度适宜的环境中。对于温度敏感的胶水,在高温环境下可以采取降温措施,如使用空调、通风设备等。同时,要避免胶水暴露在酸碱环境中,保持胶水体系的酸碱度稳定。
优化胶水配方:调整胶水配方中 PAM 的类型和用量。如果返稀问题主要是由 PAM 在特定环境下的不稳定性引起的,可以考虑更换更合适的 PAM 类型。例如,在碱性环境中,选择对水解有更好耐受性的 PAM。同时,合理控制 PAM 和其他添加剂的用量,通过实验来确定配方比例,以减少返稀现象的发生。
加入稳定剂或增稠剂来改善胶水的稳定性。一些高分子化合物或无机胶体可以作为稳定剂,增强胶水体系的稳定性,防止 PAM 分子链的过度舒展或与其他成分的不良相互作用。增稠剂可以在 PAM 出现返稀时,及时补充胶水的粘度,保持胶水的使用性能。