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搅拌速度和温度对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响
浏览: 发布日期:2019-12-17

粘度是聚丙烯酰胺水溶液应用中的重要工艺参数。许多人研究了聚丙烯酰胺溶液的粘度机理,溶液浓度,剪切速率和离子强度对聚丙烯酰胺溶液粘度性质的影响,并发现了粘度。它与溶液浓度,剪切速率,温度和离子强度密切相关。

一、溶解中搅拌速度对溶液终黏度的影响

在制备过程中,通过使用200r/min和600r/min的搅拌速度测量在30℃下一系列不同浓度的聚丙烯酰胺水溶液的粘度。发现相同质量分数的聚丙烯酰胺溶液在不同的搅拌速度下溶解。所得溶液的终粘度相对较大,并且在较高转速下获得的溶液的粘度仅为低转速下溶液粘度的约60-70%。

如下图所示,聚丙烯酰胺在不同的搅拌速度下溶解水溶液粘度

=聚丙烯酰胺在不同搅拌速度下溶解水溶液黏度

溶解过程主要是为了克服分子链中CONH2之间的氢键缔合。当聚丙烯酰胺溶解在水中时,酰胺基团在溶胀和溶解过程中形成分子内氢键和氢分子。键,分子内氢键构成聚丙烯酰胺的环结构和螺旋结构的刚性链段,这使得溶液的粘度更大。搅拌速度快,分子内氢键构成聚丙烯酰胺的环结构,螺旋结构的刚性区段容易被机械剪切作用破坏和解离。当溶液经受剪切速率增加时,原始物质已渗透到大分子内部。在剪切下迫使溶剂中含有的溶剂挤出,无规卷材的尺寸减小,并且溶液分布在无规卷材之间,使得聚丙烯酰胺的酰胺基团更多地与水分子起作用。大分子变得柔软,流体动力学体积的粘度变小。

二、溶解后搅拌速度对溶液黏度的影响

将完全溶解的溶液高速搅拌很长时间,发现粘度没有变化。可以看出,搅拌速度对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响局限于溶解过程。溶解后,聚丙烯酰胺的分子内氢键和水分子形成的分子外氢键达到平衡状态,形成二级结构,破坏二级结构所需的活化能相对较大,即使搅拌速度为增加。该二级结构不会被破坏,因此不会影响聚丙烯研磨胺溶液的粘度。

三、溶解中温度对溶液黏度的影响

在六种不同温度下制备聚丙烯酰胺水溶液。溶解完成后,在600r/min的搅拌速度和30℃的温度下测定聚丙烯酰胺溶液的粘度,如图2所示

=聚丙烯酰胺在不同温度下溶解的水溶液黏度

从图2中可以看出,通过在不同温度下溶解相同质量分数的聚丙烯酰胺溶液获得的溶液的粘度是完全不同的。当聚丙烯酰胺溶液的浓度低(0.8%,1.0%)时,溶解温度超过40℃,粘度明显降低。当聚丙烯酰胺溶液的浓度高(1.2%-1.4%)时,溶解温度超过45℃,粘度明显降低。该温度有利于克服分子链-CONH2之间的氢键缔合,但粘度低于阈值温度,这与聚丙烯酰胺中水的扩散活化能和粒状聚丙烯酰胺的活化能有关。相关地,只有聚丙烯酰胺中水的扩散活化能和颗粒聚丙烯酰胺溶解的活化能才能克服分子链之间-CONH2的氢键缔合,因此聚丙烯酰胺的酰胺基更多地与水结合。分子作用是粘度变小。

四、溶解后温度对黏度的影响

将在30℃下溶解的聚丙烯酰胺水溶液加热至35-55℃保持2小时,然后测量温度至30℃以测量溶液的粘度,粘度基本保持不变,并且温度的影响关于聚丙烯酰胺溶液的粘度仅限于溶解过程。 。溶解后升高温度不会破坏二级结构,不会影响二级结构的稳定性,因此不会影响聚丙烯酰胺溶液的粘度。

五、结论

溶解过程中不同的搅拌速度和温度导致聚丙烯酰胺水溶液的终粘度差异很大,这是通过更快的搅拌速度获得的更高的温度。聚丙烯酰胺表示该溶液具有较低的粘度。聚丙烯酰胺可形成二级结构,其决定溶液过程中的粘度。该结构的形成与溶解过程中的搅拌速度和溶解温度有关。该二级结构非常稳定,不易搅拌。和温度的影响。

二级结构的形成可能是由于聚丙烯酰胺分子中氢键的分解和再生,以及聚丙烯酰胺分子与水分子之间形成氢键,两者都实现了动态解离和平衡。破坏该平衡状态所需的活化能很大,因此二级结构是稳定的,并且在宏观上,溶液的终粘度受制剂条件的影响,并且制剂在溶解后是稳定的。

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