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聚丙烯酰胺相對分子質量是影響聚合物使用性能的重要因素,特別是對CPAM,大分子量的陽離子聚丙烯酰胺可以作為絮凝劑,而小分子量的只能作為分散劑使用。做為聚丙烯酰胺生產廠家,本章焦作市億化工有限公司將帶大家一起了解引發劑,單體濃度,分散介質,反應溫度對分子量的影響。
1、引發劑對陽離子聚丙烯酰胺相對分子質量的影響隨著引發劑濃度的增加,相對分子質量先增加后減少,相對分子質量隨引發劑變化出現極大值。如圖4-6所示,在極大值之前,引發劑濃度較低,引發劑的量不足,無法充分引發共聚合反應,發生共聚合反應的單體的量很少,共聚合產物的分子鏈不能充分增長,因而無法得到分子量很高的聚合產物;當引發劑的濃度升高到一定值時,聚合反應可以生成較長的分子鏈,便得到高分子量的共聚合產物。因此,在關系曲線的開始,共聚合產物的相對分子質量隨引發劑用量的增大而逐漸增大。但是,當引發劑的濃度太大時,共聚合反應中鏈引發的速率過快,而且多余的引發劑會起到鏈轉移劑的作用,會加大自由基向引發劑的鏈轉移,使共聚合反應過早的發生鏈轉移反應,從而使得聚合度降低,分子量表現為減少。
2、溫度對陽離子聚丙烯酰胺相對分子質量的影響溫度是影響聚合物分子質量的重要因素,在穩態假設成立的前提下,與聚合度相關的常數后:. 按照基元反應的Arrhenius公式可得:
EP一(Ed+Et,)×0.5是與動力學鏈長(聚合度)相關的綜合活化能,一般情況下,自由基引發活化能遠大于鏈終止和鏈轉移的活化能,因此與動力學相關的活化能為負值,因此,溫度升高,則聚合度降低,分子量減少。由圖4-7中可以看出,隨著聚合反應溫度的提高,分子量逐漸降低。溫度升高,引發劑分解速率加快,自由基數量增加,自由基的擴散速率也增加,相互碰撞的幾率加大,岐化終止速率升高。另外隨著反應溫度的升高,鏈轉移常數也會增加,這都導致了自由基壽命的減少,從而使分子量降低。
3、單體濃度對陽離子聚丙烯酰胺相對分子質量的影響單體濃度對分子量的影響與均相水溶液聚合具有相同的規律,單體濃度增高分子量增加,由式: 可以看出,單體濃度的提高有利于減輕各種鏈轉移反應對聚合度的負面影響,因此單體濃度的提高有利于聚合度的提高。但是這種增加的趨勢很緩慢。單體濃度從5%增加到20%,分子量從91.4萬增加到了100.4萬。這是因為,在雙水相聚合體系中,在一定范圍內,體系的粘度隨單體濃度的變化不大,自由基的終止速率變化也不大。
4、分散介質濃度對陽離子聚丙烯酰胺相對分子質量的影響分散介質濃度增加,根據熱力學依據,CPAM的臨界分相濃度降低,在聚合過程中能夠較早的出現乳膠粒子,而粒子內部的粘度很大,這樣自由基的終止速率下降,自由基的壽命延長,因此聚合物的分子量會增加。
聚丙烯酰胺聚合物分子量是架橋絮凝的關鍵因素。其他因素如聚合物電荷密度,顆粒表面電荷密度相系統中離子濃度也是非常重要的。開碧源水處理材料有限公司做為專業的聚丙烯酰胺生產廠家向大家詳細介紹一下影響聚丙烯酰胺架橋絮凝的主要因素!
影響聚丙烯酰胺架橋絮凝的主要因素的相互關系如下:
(1)聚丙烯酰胺分子量:分子量對聚合物電解質絮凝的有效性很重要。因為聚合物分子量直接與其鏈長度有關,鏈越長,其架橋形成絮凝物的能力越強。
(2)聚丙烯酰胺聚合物電荷密度:聚合物電荷密度以下列方式影響絮凝過程。
第一,溶解的聚合物分子在顆粒表面的擴散速率受聚合物與顆粒表面間的靜電荷梯度的影響,梯度越大,擴散越快,而聚合物電荷密度越高,則產生的梯度越大。
第二,聚合物電荷密度越高,可提供的聚合物與細小顆粒表面靜電吸引的點就越多,導致顆粒間強烈地吸引。第三,聚合物電荷密度越高,在溶解的電解質
鏈上的電荷基團產生的靜電排斥力越大,使分子采取更為舒展的構型,達將促進環和鏈的擴展而離開細小顆粒表面形成架橋作用。以上聚合物電荷密度影響
都會增強絮凝過程。聚合物電荷密度過高,增加了聚合物的重構速度和更平坦的吸附構型,對絮凝將產生不利的影響。
(3)細小組分的表面電荷:細小組分表面電荷對絮凝的有利影響與聚合物電荷的影響相似,高表面電荷將增加吸附速率和顆粒表面對聚合物鏈產生強的吸
引。不利的一面是高的顆粒表面電荷也增加聚合物重構的速率和引起聚合物分子在顆粒表面形成一個平坦的、不伸展的構型。
(4)離子濃度:鹽的濃度對絮凝有影響:
首先,增加高價陽離子濃度會降低雙電層的厚度,從而使得兩個細小顆粒容易接近,減小了聚合物必須跨越的架橋距離,易發生絮凝。
第二,無論何時,高價陽離子都會與纖維、細小組分表面的羧基發生離子交換反應,導致細小顆粒與陽離子聚合物間的吸引力降低,這會影響聚合物吸附以及聚合物對纖維和細小組分表面的粘附。
第三,增加聚丙烯酰胺離子濃度,降低了聚丙烯酰胺鏈上的電荷基團間的排斥力,使得分子鏈蜷得很緊,不能形成伸展的構型,從而降低了聚合物的架橋能力。從以上討論可看出,對一定的紙料系統選擇絮凝聚合物建立相應的造紙條件是非常困難的。除分子絕對架橋有好的影響外,其他則有好的也有壞的影響。因此,對給定的配料和紙機環境下,有必要確定絮凝聚合物的分子量、電荷密度和加入量,使紙料顆粒聚集體系達到最好的聚集行為。