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聚丙烯酰胺與鹽的反應

作者:利星 發布日期:2024-12-06

鹽對聚丙烯酰胺PAM)的影響機制離子強度方面:鹽在溶液中會電離產生離子,從而增加溶液的離子強度。當 PAM 處于這種高離子強度的溶液中時,其分子鏈周圍的雙電層會被壓縮。對于離子型 PAM(陽離子型或陰離子型),這種壓縮作用會使分子鏈上的電荷相互作用減弱。例如,陰離子型 PAM 分子鏈帶有負電荷,在低鹽濃度下,分子鏈之間由于電荷排斥而較為伸展;當加入鹽后,陽離子(如氯化鈉中的)會中和部分負電荷,使分子鏈蜷縮,溶液的黏度降低。

電荷屏蔽效應:鹽的離子會對 PAM 分子鏈的電荷產生屏蔽作用。以陽離子型 PAM 為例,其分子鏈上的正電荷在溶液中會吸引負離子。當有鹽存在時,鹽的負離子(如)會聚集在 PAM 分子鏈周圍,減少了分子鏈與其他帶負電物質之間的靜電吸引力,從而影響 PAM 的吸附等性能。

鹽的種類差異:不同種類的鹽對 PAM 的影響不同。對于含有多價陽離子(如、)的鹽,其對 PAM 的作用比單價陽離子(如、)的鹽更為顯著。多價陽離子能夠與 PAM 分子鏈上的電荷位點發生更強的相互作用,會導致分子鏈的聚集甚至沉淀。例如,在含有氯化鈣()的溶液中,會與陰離子型 PAM 的羧基(如果水解產生)結合,形成交聯結構或沉淀。

反應條件對相互作用的影響鹽濃度的影響:隨著鹽濃度的增加,對 PAM 分子鏈的影響逐漸增強。在較低鹽濃度時,只是輕微地改變 PAM 的分子鏈形態和溶液黏度;當鹽濃度較高時,會導致 PAM 分子鏈明顯蜷縮、聚集,甚至失去其原有的功能。例如,在水處理中,當氯化鈉濃度從 0.1mol/L 增加到 1mol/L 時,陰離子型 PAM 作為絮凝劑的效果會明顯下降,因為其分子鏈無法有效地伸展和吸附懸浮顆粒。

溫度條件:溫度會影響鹽的溶解和離子的活性,同時也對 PAM 的分子鏈狀態有影響。在較高溫度下,鹽的溶解速度加快,離子在溶液中的運動更加劇烈,對 PAM 分子鏈的影響也更快更明顯。過高的溫度會導致 PAM 分子鏈的降解,特別是在有鹽存在的情況下,這種降解會被加速。例如,在 60 - 80℃的高溫環境下,PAM 分子鏈在鹽溶液中的穩定性會降低,會發生斷裂,使溶液的性質發生變化。

PAM 的類型和分子量:不同類型的 PAM 對鹽的反應不同。陽離子型 PAM 和陰離子型 PAM 由于電荷性質不同,受鹽的影響方式也有所差異。分子量也很關鍵,高分子量的 PAM 分子鏈長,受鹽的影響會更明顯。例如,分子量為 2000 萬的 PAM 在鹽溶液中的分子鏈蜷縮程度比分子量為 1000 萬的 PAM 更大,因為長分子鏈有更多的電荷位點受到鹽離子的作用。

在不同應用場景中的作用和現象水處理領域:在絮凝過程中,鹽的存在會干擾 PAM 的絮凝效果。如果廢水中鹽含量較高,需要調整 PAM 的用量或類型。例如,對于含有大量鹽分的工業廢水(如印染廢水或化工廢水),使用常規的陰離子型 PAM 效果不佳,此時可以考慮使用抗鹽性較好的兩性 PAM 或者對廢水進行預處理以降低鹽度。

在水的軟化處理中,鹽(如、)可以與 PAM 配合使用。PAM 可以吸附在水垢形成的晶核上,鹽的離子可以調節水中的硬度離子濃度,兩者協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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