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简单谈谈聚丙烯酰胺的氧化降解怎么回事?

  • 时间:2021-07-19 17:25:18
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聚丙烯酰胺(PAM)的氧化降解主要为自由基传递反应。氧化反应引起PAM主链的断裂,使聚合物分子量减少。氧化降解反应具有自由基连锁反应的特征,过氧化物、还原性有机杂质以及过渡金属离子等起着活化剂作用,产生活性自由基碎片,大大降低了聚合物降解过程中分解反应活化能,促进聚合物氧化降解。
溶液中氧气的存在是PAM氧化降解的重要因素,当溶液中缺氧时,容易发生分子链的偶合,生成交联结构,链终结;当溶液中有足够的氧时,则容易发生氧化降解反应。专家研究了不同条件下PAM在水溶液中的化学降解作用,在氧存在时,PAM溶液的稳定性下降,溶液粘度的下降随温度升高而加剧,相反,在脱氧条件下,溶液粘度发生轻微的上升,并测得PAM在水溶液中的氧化降解反应活化能为38kJ/mol。在空气和氧气不同条件下,二者PAM降解差别不大,表明在空气存在时,水溶液中溶解氧的含量已足够使水解聚丙烯酰胺发生大量的氧化降解,无论在不同温度或者不同氧含量条件下,均不出现寻常氧化降解初期的诱导现象。
PAM 溶液中金属离子含量也在很大程度上影响其降解程度,一般阴离子对PAM的降解不起作用,低价金属离子的含盐量对PAM的降解作用影响不大,而高价金属离子的含盐量对PAM的降解影响较大,特别由A13+导致PAM发生剧烈凝聚反应,导致其降解大大加快。阳离子都能使PAM溶液的分子质量比降低,这是由于阳离子所带电荷抑制PAM中羧基离子的电斥力,导致PAM分子线团发生卷曲,导致PAM大分子间引力平衡被破坏,出现链断裂,产生聚合物碎片,整体上水解加强,相对分子量降低。带多电荷的阳离子在抑制聚合物离子的双电层的作用中起着更大的作用,等离子比条件下降解强度大小顺序为Al3+>Mg2+>Ca2+>Na+
水中氧化降解的另一个主要形式,就是水解,引起聚丙烯酰胺(PAM)侧基结构的变化,由酰胺基转变为羧基。影响水解的因素主要是浓度、温度和pH值等。浓度越低,水解度越大,粘度损失率越大;温度越高,水解度越大;pH>7时,酸度增加,水解度增大。