阴离子聚丙烯酰胺的水解度详解
所谓的阴离子聚丙烯酰胺水解度,就是在水解时聚丙烯酰胺PAM分子中酰胺基转化成羧基的百分比,但由于羧基数测定很困难,实际应用中常用“水解比”即水解时氢氧化钠用量与PAM用量的重量比来衡量。下面来详细介绍下阴离子聚丙烯酰胺水解度。
因工业中经常使用碱性水来制备阴离子聚丙烯酰胺APAM,所以阴离子聚丙烯酰胺也通常称之为水解聚丙烯酰胺HPAM。水解剂可以是氢氧化钠NaOH也可以是碳酸钠或者NaHCA等碱性试剂都可以。比如水解度为30%的水解聚丙烯酰胺可以通过在聚丙烯酰胺水溶液中加入过量的碳酸钠并加热来制备。聚丙烯酰胺碱性水解的一个显著特点就是阴离子羧基效应导致水解反应呈现自阻滞效应(retarding effect),与聚丙烯酰胺酸性水解的邻基正催化作用相反,即随水解度的增加水解速率显著变慢。这是因为主链上引人的阴离子羧酸根基团一个COD对亲核基团OH-的静电排斥降低了酰氨基周围局部微环境中OH-的有效浓度这种邻基效应使聚丙烯酰胺碱性水解,在水解度小于30%时水解速率很快;在水解度达到40%以上时速率明显变慢;在较强的条件下(高浓度的碱和较高温度下水解度也只能达到70%;当残余酰氨基剩下30%时,水解速率极其缓慢,几乎不再进行。因此在碱性条件下水解聚丙烯酰胺,其水解度通常只能达到70%。
一般,电离度大的,它们的水解程度就越弱,相反,电离度小的,水解程度就越大。一般,在比较有酸式酸根离子的酸或盐的溶液中的离子浓度大小的时候就要注意,它们的电离程度和水解程度。水解比过大,加碱费用较高;水解比过小,又会使反应不足,解决这一问题,就需要提高设备及技术要求,否则阴离子聚丙烯酰胺的混凝或助凝效果就会很差。由此就造成了高水解度产品和低水解度产品价格稍高,一般将水解比控制在25%左右,水解时间控制在2~4h。
作为专业的环保科技企业,根据长时间所累积的经验来看,在污水处理这一块儿,多数使用中水解度的效果最好;洗煤专用聚丙烯酰胺是低水解的产品;制香、增稠、润滑方面使用的聚丙烯酰胺为高水解度产品。
阴离子聚丙烯酰胺的水解度详解