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金属离子导致水解聚丙烯酰胺溶液粘度降低的机理

  • 时间:2022-08-20 09:52:50
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  水解聚丙烯酰胺分子链上羧基呈负电性,由于静电排斥作用,分子链构象较舒展。分子链间缠绕交联,形成大的空间网状结构,使水分子的自由移动受到阻碍,“自由水”变为“束缚水”。在静电斥力、空间效应、溶剂化作用下,水解聚丙烯酰胺溶液具有很高的黏度。
  溶液中存在的金属离子部分被吸附在水解聚丙烯酰胺分子链羧基上,在羧基表面形成双电层即吸附层和扩散层。随着溶液中金属离子浓度增加,吸附层的金属离子数目增加,扩散层的电荷数减少。当金属离子浓度达到一定程度使扩散层消失时,吸附的金属离子电荷中和羧基的负电荷,基团表面电位值为0。电中性程度越大,羧基的斥力越小,分子构象重新变卷曲,空间网状结构被破坏,水解聚丙烯酰胺分子表面的溶剂化层变薄,“束缚水”又变成“自由水”,分子线团密度变大。自然卷曲状的分子流体力学等价球体积较小,与溶液接触面积较小,分子间内摩擦力降低,导致黏度大幅降低。