聚丙烯酰胺水解变慢的原因有哪些

聚丙烯酰胺是水溶性的高分子聚合物或聚电解质,由于其分子链中含有一定数量的极性基团,它能通过吸附水中悬浮的固体粒子,使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物,所以,它可加速悬浮液中粒子的沉降,有非常明显的加快溶液澄清,促进过滤等效果。
1.分子的扩散
物质的溶解过程是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非离子聚丙烯酰胺的单方面扩散,非离子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
在非离子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,高分子量的非离子聚丙烯酰胺分子链上存在大量的氢键;同时,高分子量的非离子聚丙烯酰胺 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,要是非离子聚丙烯酰胺加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。而进口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。
聚丙烯酰胺溶液粘度随水解时间的延长而改变,水解时间短,粘度较小,这可能是由于高聚物还来不及形成网状结构所致;水解时间过长,粘度下降,这是聚丙烯酰胺在溶液中结构发生松解所致。部分水解聚丙烯酰胺溶于水后离解成带负电荷的大分子,分子间静电排斥作用以及同一分子上不同链节之间的阴离子排斥力导致分子在溶液中伸展并能使分子之间相互缠绕,这就是部分水解聚丙烯酰胺能使其溶液粘度明显增加的原因。