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环境温度对聚丙烯酰胺溶液物理特性的影响分析

  • 时间:2021-05-31 09:00:58
聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺均聚物或与其他单体共聚的聚合物统称,它是水溶性高分子中应用最广泛的品种之一。普遍应用于石油开采、造纸、水处理、纺织、 医药、农业等行业。聚丙烯酰胺溶液的配制粘度受到温度的影响,随着环境温度的增加,溶液粘度降低,大致呈直线规律变化;在现场配制过程中,要充分考虑温度对粘度的影响,配制水的温度控制在35℃左右,既可保证获得较好的溶解性,也可最大限度降低粘度损失。今天厂家谈谈环境温度对聚丙烯酰胺溶液物理特性影响。希望对大家有所帮助。
水浴温度为50℃测得粘度--剪切速率关系曲线,随着剪切速率的增加,溶液粘度逐渐下降,且粘度相对于剪切速率的变化率不断下降,即抗剪切性不断增强。这是因为,当聚丙烯酰胺溶于水时,在溶胀和溶解的过程中,其酰胺基既形成了分子内氢键,又与水分子形成了氢键,分子内氢键构成聚丙烯酰胺的环结构和螺旋结构的刚性链条,这种结构使得溶液的粘度较大。搅拌速度大时,分子内氢键构成聚丙烯酰胺的环结构和螺旋结构的刚性链段受机械剪切的作用容易被破坏和解离,当溶液受到的剪切速率增加时,原已渗透到大分子内部的内含溶剂,在剪切作用下被迫挤出,无规线团尺寸减小,溶剂分布在无规线团之间,从而使聚丙烯酰胺的酰胺基更多地与水分子作用而使大分子变得柔顺,流体力学体积和粘度也变小。
水浴温度分别为12℃,20℃,30℃,40℃,50℃时,对比聚丙烯酰胺溶液在不同水浴温度下测得粘度--剪切速率关系曲线,可以看出,在各个测量温度下,溶液粘度随剪切速率的变化规律与50℃呈现的规律相同。而且,不同温度下测量的粘度曲线大致平行,这说明,在各个剪切速率下,粘度相对于剪切速率的变化率大致相同,即抗剪切性大致相同。对比相同剪切率,不同测量温度下的溶液粘度不同。
当旋转式粘度计转速为30rpm时,不同水浴温度下的溶液粘度。实验结果为随着水浴温度的增加,溶液粘度降低,大致呈直线规律变化。这是由于随着温度的增加,分子运动速度加剧高分子之间的缠结被部分解开使得粘度下降。
实验还发现,当聚丙烯酰胺溶液从室温升温至50℃,保持2小时,然后降温至室温,检测溶液粘度,溶液粘度基本保持不变。可见,测量温度并不能改变聚丙烯酰胺溶液内部的分子结构。