污水中驱油聚合物降粘降解地分析得研究.pdf

污水中驱油聚合物降粘降解分析研究 聚丙烯酰胺能以任何比例溶于水，其水溶液为均一清澈的高粘度液体。聚丙烯酰胺溶 液的粘度只取决于其相对分子质量，浓度和温度，几乎不受其他因素影响。其中相对分子 质量决定聚丙烯酰胺溶液粘度的主要因素，粘度随相对分子质量的增加而增加。 水解聚丙烯酰胺水溶液的粘度不仅与相对分子质量、浓度、温度有关，而且还受pH值、 水解度及含盐量等因素影响。水解度增加粘度增大，无机盐存在会使溶液粘度下降，pH的 大小直接影响水解聚丙烯酰胺分子中羧基的解离程度，进而影响分子在水中的伸展程度， 使粘度发生变化。 聚丙烯酰胺水溶液与许多能和水互溶的有机物有很好的相容性，因此有时使用混合溶 剂较为有利。41%的甲醇水溶液是聚丙烯酰胺的良好溶剂。 聚丙烯酰胺溶液为假塑性流体，其粘度随剪切速率增加而下降。在很低的剪切速率下， 粘度与剪切速率无关；当剪切速率增大到某一值(临界剪切速率)以上时，粘度明显下降， 即剪切变稀。聚丙烯酰胺水溶液假塑性主要取决于它的相对分子质量和浓度，相对分子质 量越高，假塑性越强；浓度降低，假塑性降低。 (2)固体聚合物性质 由于聚丙烯酰胺的应用主要视其水溶液性质，因此一般对固体聚合物物性研究较少。 由于其分子链上含有酰胺基，有时还有离子基团，使其干燥时具有强烈的水份保留性，干 燥后的产品又有较强的吸湿性。聚丙烯酰胺固体在室温下是一坚硬的玻璃状聚合物，其固 体的外观因制造方法而异。冷冻干燥得到的产物为白色松散的非晶固体；聚丙烯酰胺不溶 于大多数有机溶剂，只溶于一般有机酸，多元醇和含氮化合物。水是其最好的溶剂，其水 溶性与产品形式、相对分子质量、大分子的结构、溶解方式、搅拌方式、温度、pH值等因 素有关。粉状产品如能防止结块，比水溶胶产品易溶。提高溶解温度可促进溶解，但一般 [16] 不宜超过50℃，以防止降解或发生其它反应 。 (3)化学性质 聚丙烯酰胺及其共聚物分子中的酰胺基能发生脂肪族酰胺所发生的一般反应，通过这 些反应可获得多种功能性的衍生物。聚丙烯酰胺的化学反应具有大分子反应的一般特点， 在某些情况下，利用这些反应制取聚丙烯酰胺衍生物较之共聚反应更为方便、经济。 (a)水解反应 聚丙烯酰胺在碱性条件下，在80～100℃下可发生水解反应，由于水解产物中还含有 酰胺(-CONH2)基团，这表示酰胺基并没有完全水解，因此这种水解产物称为部分水解聚丙 烯酰胺，简称水解聚丙烯酰胺。部分水解聚丙烯酰胺溶于水后，可解离出带负电的链节， 故又称为阴离子型聚丙烯酰胺。由于链节间的静电斥力，可使蜷曲的大分子链松散开来， 因此水解聚丙烯酰胺比非水解的聚丙烯酰胺更易溶解，并有更好的增粘能力。在水解反应 过程中，酰胺基转化为羧基的百分数称为水解度(degree of hydrolysis，DH)。在碱性条 件下水解，很容易获得水解度大于30%的水解产物。要获得水解度在50%以下的水解聚丙烯 酰胺，大多采用聚丙烯酰胺的水解反应制取。但要制备高水解度(＞70%)的水解产物，只 3 污水中驱油聚合物降粘降解分析研究 能采用丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚的方法。 (b)交联反应 聚丙烯酰胺与甲醛水溶液在酸性条件下共热可发生交联反应，分子间的酰胺基通过亚 甲基而交联成不溶性凝胶。凝胶速度随聚丙烯酰胺和甲醛的浓度及温度增加而增加。乙二 醛、脲醛树脂、蜜胺树脂、酚醛树脂等均可与聚丙烯酰胺发生交联反应。此外，水解聚丙 烯酰胺及丙烯酰胺共聚物的水溶液，与高价金属离子如铝盐、铬盐、锆盐、锰盐、钛盐等 生成的多核羟桥络离子均可交联反应生成凝胶。 (c)其它反应 聚丙烯酰胺还可发生曼尼希(Mannich)反应、霍夫曼(Hoffman)降解、羟甲基化和磺甲 基化反应生成各种聚丙烯酰胺衍生物。例如在碱性条件下，与甲醛和亚硫酸氢钠在50～80 ℃下反应数小时，即可在酰胺基上引入磺甲基。碱性条件下，聚丙烯酰胺水溶液与甲醛在 40～60℃下，可发生羟甲基化反应。在高pH值下，上述反应在室温下也能进行，若加热到 100℃以上则发生交联反应，生成不溶性凝胶。聚丙烯酰胺可与次卤酸盐，如次氯酸钠或 次溴酸钠在碱性条件下反应，生成聚氨基乙烯，该反应称为霍夫曼降解反应。 (4)稳定性质 聚丙烯酰胺的水溶液的稳定性已能满足许多方面的要求，但溶液粘度随时