陰離子聚丙烯酰胺(APAM)的基團是指其分子結構中含有的特定原子或原子團,這些基團決定了聚合物的化學性質和功能。以下是關于其基團的詳細解釋:
1. 核心基團結構
丙烯酰胺單體:APAM 的基礎結構來自丙烯酰胺(CH?=CHCONH?)的聚合,形成長鏈的聚丙烯酰胺(PAM)。
陰離子基團:通過水解或共聚反應,在 PAM 分子鏈上引入帶負電荷的基團,主要包括:羧基(-COO?):由部分酰胺基(-CONH?)水解生成,是 APAM 較常見的陰離子基團。
磺酸基(-SO??):通過共聚引入,酸性更強,在高鹽或高溫環境中穩定性更好。
磷酸基(-PO?2?):較少見,提供特殊的絡合能力。
2. 基團的作用
電荷特性:陰離子基團使分子鏈帶負電,能與帶正電的物質(如金屬陽離子、帶正電的懸浮顆粒)通過靜電作用結合。
絮凝機理:電中和:中和懸浮顆粒表面的正電荷,消除靜電斥力。
架橋作用:長鏈分子吸附多個顆粒,形成 “橋梁”,促進顆粒聚集沉降。
溶解與分散:陰離子基團的親水性使 APAM 易溶于水,并在水中保持分散狀態。
3. 陰離子度的影響
定義:陰離子度指分子鏈中陰離子基團的數量占總單體單元的比例(為 10%~60%)。
影響:高陰離子度:適用于處理帶強正電的顆粒(如酸性廢水、金屬離子),但在中性或堿性條件下因電荷排斥導致效果下降。
低陰離子度:適用于中性或弱堿性環境,對有機物含量高的廢水效果更佳。
4. 常見問題
基團水解:酰胺基水解生成羧基的過程受 pH 和溫度影響,需控制水解條件以獲得目標陰離子度。
基團穩定性:磺酸基比羧基更耐酸堿和高溫,適用于惡劣環境。
配伍禁忌:避免與陽離子聚合物混用,否則會因電荷中和導致沉淀失效。
通過調整基團類型和比例,APAM 可定制化適應不同的應用場景,如污水處理、造紙、采礦等。