当聚丙烯酰胺与三聚磷酸钠同时存在于溶液中时,会发生多种相互作用。一方面,三聚磷酸钠水解产生的磷酸根离子会与 PAM 分子链上的一些阳离子(如果 PAM 是阳离子型)或者其他吸附的金属阳离子发生竞争吸附。另一方面,对于阴离子型 PAM,磷酸根离子会影响其分子链的电荷分布,因为磷酸根离子带有负电荷,会增加溶液中的阴离子浓度,从而改变 PAM 分子链的伸展状态和溶液的黏度。
在不同应用场景中的协同或拮抗作用洗涤剂领域:协同作用:在洗涤剂中,PAM 可以作为增稠剂使用,调节洗涤剂的流变性能,使其具有良好的流动性和稳定性。三聚磷酸钠是一种重要的助洗剂,它可以螯合水中的钙、镁离子,防止它们与洗涤剂中的活性成分发生反应,从而提高洗涤效果。两者同时使用时,PAM 的增稠作用可以使三聚磷酸钠更好地分散在洗涤剂体系中,而三聚磷酸钠的螯合作用可以防止水中的金属离子对 PAM 分子链产生不良影响(如沉淀反应),从而提高洗涤剂的整体性能。
拮抗作用:如果三聚磷酸钠的用量过多,会导致溶液的离子强度过高,使 PAM 分子链蜷缩,降低洗涤剂的黏度,影响其作为增稠剂的功能。此外,在高浓度的三聚磷酸钠存在下,其水解产生的磷酸根离子会与 PAM 分子链上的某些活性位点发生反应,改变 PAM 的化学性质,导致其增稠或其他辅助洗涤功能下降。
水处理领域:协同作用:PAM 是一种常用的絮凝剂,它可以通过吸附架桥和电荷中和作用使水中的悬浮颗粒凝聚。三聚磷酸钠可以与水中的重金属离子形成螯合物,降低水中重金属离子的浓度。当两者一起用于水处理时,PAM 可以先将悬浮颗粒絮凝,三聚磷酸钠可以同时处理水中的重金属污染,提高水处理的效率。而且,三聚磷酸钠可以调节水中的离子平衡,在一定程度上有利于 PAM 更好地发挥絮凝作用。
拮抗作用:在某些水质条件下,例如高硬度水(含有大量钙、镁离子),三聚磷酸钠会优先与钙、镁离子螯合,而这些离子如果适量存在,其实可以帮助 PAM 更好地进行絮凝。此时,三聚磷酸钠的螯合作用会减少对 PAM 絮凝有利的离子,从而影响絮凝效果。另外,如果水中存在一些能够与三聚磷酸钠或 PAM 发生化学反应的其他物质,也会干扰它们之间的协同作用,降低水处理效果。