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聚丙烯酰胺的黏度

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聚丙烯酰胺水溶液黏度受溶液黏度、pH值、剪切速率及聚合物相对分子质量的影响。聚丙烯酰胺溶的黏度和浓度近似于对数关系,见图1

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图1 聚丙烯酰胺溶液黏度和浓度之间的关系

高相对分子质量聚丙烯酰胺浓度超过10%时,就很难处理。升高温度则降低粘度,但并不显著,见图2

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图2 聚丙烯酰胺溶液黏度-温度关系

 

非离子聚丙烯酰胺溶液黏度受pH值的影响不明显。但当pH值在10以上时,聚丙烯酰胺由于水解,黏度很快升高。这时,pH 值的影响才显现出来。见图3.

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图3 pH值对0.5%聚丙烯酰胺溶液(25%水解度,4%NaCl)黏度的影响

 

纯聚丙烯酰胺易水解。在水溶液中,当pH值由酸性转到碱性范围时,非离子酰胺基转为阴离子羧基,羧基因带负电荷而产生斥力,导致大分子僵直,增加了分子间的摩擦力,黏度因而明显地增加,这种现象只有在溶液存放一段时间后才会显示出来,在溶液配制后3h左右测定黏度就看不到这种现象,见图4

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图4 聚丙烯酰胺溶液黏度和pH值之间的关系


 

聚丙烯酰胺溶液黏度随着其水解度的升高而升高,pH值提高对黏度影响从图5中也有所反映。

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图5 两种商品聚丙烯酰胺的黏度

 

聚丙烯酰胺是非牛顿流体,在剪切条件下显示假塑性。转速增加,即前切速率增大,黏度降低。这种现象可以用高分子链的缠结概念来解释。当剪切速率增大时,缠结被部分破坏,缠结点的数目因此有所降低,因而导致黏度下降,见图6。缠结概念还可以解释下面的现象:聚丙烯酰胺各种不同浓度的溶液黏度随相对分子质量增大而曲线都有一个拐点,见图7。这个拐点表示在相对分子质量增大到某一数值后,黏度就急剧增大。这个数值就是大分子链开始产生缠结时聚丙烯酰胺相对分子质量。由于缠结,高分子链相互运动受到了空间阻碍,这就使黏度发生突变。据报道,这个突变的相对分子质量为44X104

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图6 高分子量聚丙烯酰胺
溶液黏度和剪切速率的关系

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图7 聚丙烯酰胺溶液的黏度与相对分子质量的关系


 

因为聚合物的相对分子质量常采用测定其溶液黏度的方法确定,因此对上述因素的影响应予以注意。同时,在利用聚丙烯酰胺溶液黏度的场合,也不应忽视该现象。


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作者:admin @ 聚丙烯酰胺中文指南   2016-11-02

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