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聚丙烯酰胺与盐的反应

作者:利星 发布日期:2024-12-06

盐对聚丙烯酰胺PAM)的影响机制离子强度方面:盐在溶液中会电离产生离子,从而增加溶液的离子强度。当 PAM 处于这种高离子强度的溶液中时,其分子链周围的双电层会被压缩。对于离子型 PAM(阳离子型或阴离子型),这种压缩作用会使分子链上的电荷相互作用减弱。例如,阴离子型 PAM 分子链带有负电荷,在低盐浓度下,分子链之间由于电荷排斥而较为伸展;当加入盐后,阳离子(如氯化钠中的)会中和部分负电荷,使分子链蜷缩,溶液的黏度降低。

电荷屏蔽效应:盐的离子会对 PAM 分子链的电荷产生屏蔽作用。以阳离子型 PAM 为例,其分子链上的正电荷在溶液中会吸引负离子。当有盐存在时,盐的负离子(如)会聚集在 PAM 分子链周围,减少了分子链与其他带负电物质之间的静电吸引力,从而影响 PAM 的吸附等性能。

盐的种类差异:不同种类的盐对 PAM 的影响不同。对于含有多价阳离子(如、)的盐,其对 PAM 的作用比单价阳离子(如、)的盐更为显著。多价阳离子能够与 PAM 分子链上的电荷位点发生更强的相互作用,会导致分子链的聚集甚至沉淀。例如,在含有氯化钙()的溶液中,会与阴离子型 PAM 的羧基(如果水解产生)结合,形成交联结构或沉淀。

反应条件对相互作用的影响盐浓度的影响:随着盐浓度的增加,对 PAM 分子链的影响逐渐增强。在较低盐浓度时,只是轻微地改变 PAM 的分子链形态和溶液黏度;当盐浓度较高时,会导致 PAM 分子链明显蜷缩、聚集,甚至失去其原有的功能。例如,在水处理中,当氯化钠浓度从 0.1mol/L 增加到 1mol/L 时,阴离子型 PAM 作为絮凝剂的效果会明显下降,因为其分子链无法有效地伸展和吸附悬浮颗粒。

温度条件:温度会影响盐的溶解和离子的活性,同时也对 PAM 的分子链状态有影响。在较高温度下,盐的溶解速度加快,离子在溶液中的运动更加剧烈,对 PAM 分子链的影响也更快更明显。过高的温度会导致 PAM 分子链的降解,特别是在有盐存在的情况下,这种降解会被加速。例如,在 60 - 80℃的高温环境下,PAM 分子链在盐溶液中的稳定性会降低,会发生断裂,使溶液的性质发生变化。

PAM 的类型和分子量:不同类型的 PAM 对盐的反应不同。阳离子型 PAM 和阴离子型 PAM 由于电荷性质不同,受盐的影响方式也有所差异。分子量也很关键,高分子量的 PAM 分子链长,受盐的影响会更明显。例如,分子量为 2000 万的 PAM 在盐溶液中的分子链蜷缩程度比分子量为 1000 万的 PAM 更大,因为长分子链有更多的电荷位点受到盐离子的作用。

在不同应用场景中的作用和现象水处理领域:在絮凝过程中,盐的存在会干扰 PAM 的絮凝效果。如果废水中盐含量较高,需要调整 PAM 的用量或类型。例如,对于含有大量盐分的工业废水(如印染废水或化工废水),使用常规的阴离子型 PAM 效果不佳,此时可以考虑使用抗盐性较好的两性 PAM 或者对废水进行预处理以降低盐度。

在水的软化处理中,盐(如、)可以与 PAM 配合使用。PAM 可以吸附在水垢形成的晶核上,盐的离子可以调节水中的硬度离子浓度,两者协同作用可以防止水垢的形成或去除已形成的水垢。

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