低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联体系流变性研究

用HAAKERS150流变仪对低浓度部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝交联反应所形成的交联聚合物溶液流变性及其时间效应进行了分析。结果表明,聚合物质量浓度为0.1g/L及NaCl质量浓度为2.0g/L的交联聚合物溶液与同条件的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液的流变性不同,交联聚合物溶液在中等剪切速率范围内(400～1000s-1)表现为胀流性,低剪切速率(43～400s-1)时为假塑性,高剪切速率(1000～1500s-1)时表现为牛顿性;而相应的低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液只表现轻微的假塑性(5～900s-1)。交联聚合物溶液具有时间效应,表现为负触变性(震凝性),而低浓度部分水解聚丙烯酰胺溶液流变性不产生时间效应。     

柠檬酸铝结构形态及其对部分水解聚丙烯酰胺-柠檬酸铝体系交联性质的影响

通过分析^27Al核磁共振波谱、自旋-晶格弛豫时间，结合数字拟合方法、渗析法和原子吸收分光光度法，对柠檬酸铝的形态结构及其影响因素进行了研究；利用转变压法研究了pH值对部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝体系交联过程的影响。结果表明，柠檬酸铝溶液中pH值增加时，Al(1)化学位移减少；pH值降低时，Al(2)化学位移减少。在柠檬酸铝溶液中存在两种形态的铝，一种是分子态，另一种是胶态。pH值增加时，分子态铝的量减少，而胶态铝的量增加。对部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成低聚合物浓度体系交联过程的研究表明，该反应所需柠檬酸铝为最佳形态结构时，溶液的pH值为5．0～7.0。     

部分水解聚丙烯酰胺／柠檬酸铝交联体系粘度在反应过程中的变化规律

利用奥氏粘度计研究了部分水解聚丙烯酰胺/柠檬酸铝交联体系在反应过程中的粘度变化规律，结果表明，不同浓度的部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝在交联反应过程中的粘度主要呈现3种形式的变化规律，对应形成3种形式的交联体系。低聚合物浓度(低于100mg／L)的交联体系，发生形成交联聚合物线团的反应，形成交联聚合物溶液，是交联聚合物线团在水中的分散体系；高聚合物浓度(高于或等于1000mg／L)交联体系发生网状交联反应，生成网络结构整体凝胶；弱凝胶体系(100～700mg／L)是上述两种体系的过渡状态，可同时发生交联聚合物线团反应和局部网状交联反应。对于一定聚合物浓度范围的交联体系，当反应过程中生成浓度较大、但仍有一定独立性的交联聚合物线团时，该体系出现明显的剪切稠化现象。考察了该交联体系出现剪切稠化现象的程度和浓度范围，并利用粒子簇理论对剪切稠化现象进行了初步探讨。交联体系在反应过程中的剪切稠化现象初步验证了不同聚合物浓度交联体系的反应机理。     

部分水解聚丙烯酰胺/柠檬酸铝交联体系粘度在反应过程中的变化规律

利用奥氏粘度计研究了部分水解聚丙烯酰胺 /柠檬酸铝交联体系在反应过程中的粘度变化规律 ,结果表明 ,不同浓度的部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝在交联反应过程中的粘度主要呈现 3种形式的变化规律 ,对应形成3种形式的交联体系。低聚合物浓度 (低于 10 0mg/L)的交联体系 ,发生形成交联聚合物线团的反应 ,形成交联聚合物溶液 ,是交联聚合物线团在水中的分散体系 ;高聚合物浓度 (高于或等于 10 0 0mg/L)交联体系发生网状交联反应 ,生成网络结构整体凝胶 ;弱凝胶体系 (10 0～ 70 0mg/L)是上述两种体系的过渡状态 ,可同时发生交联聚合物线团反应和局部网状交联反应。对于一定聚合物浓度范围的交联体系 ,当反应过程中生成浓度较大、但仍有一定独立性的交联聚合物线团时 ,该体系出现明显的剪切稠化现象。考察了该交联体系出现剪切稠化现象的程度和浓度范围 ,并利用粒子簇理论对剪切稠化现象进行了初步探讨。交联体系在反应过程中的剪切稠化现象初步验证了不同聚合物浓度交联体系的反应机理。     

柠檬酸铝结构形态及其对部分水解聚丙烯酰胺-柠檬酸铝体系交联性质的影响

通过分析27Al核磁共振波谱、自旋晶格弛豫时间,结合数字拟合方法、渗析法和原子吸收分光光度法,对柠檬酸铝的形态结构及其影响因素进行了研究;利用转变压法研究了pH值对部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝体系交联过程的影响。结果表明,柠檬酸铝溶液中pH值增加时,Al(1)化学位移减少;pH值降低时,Al(2)化学位移减少。在柠檬酸铝溶液中存在两种形态的铝,一种是分子态,另一种是胶态。pH值增加时,分子态铝的量减少,而胶态铝的量增加。对部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成低聚合物浓度体系交联过程的研究表明,该反应所需柠檬酸铝为最佳形态结构时,溶液的pH值为5.0～7.0。     

HPAM／AlCit交联聚合物溶液微孔膜过滤行为研究

分别采用孔径为1．2μm醋酸纤维素树脂核微孔滤膜及2μm混合纤维素树脂热压滤膜,考察了HPAM／AlGit交联聚合物溶液在恒压并流微过滤条件下的微孔膜过滤行为。结果表明,随反应时间的延长,该交联聚合物溶液中交联聚合物线团的数目逐渐增加,对于核微孔滤膜,其封堵作用遵循表面过滤机理,侧重反映封堵过程中交联聚合物线团的粒子特性;而对于网络型热压滤膜,过滤实验中交联聚合物线团对滤膜的封堵作用逐步由深度过滤过渡到表面过滤,侧重反映交联聚合物线团封堵非均—孔径滤膜所具有的非均匀封堵特征,即遵循大孔到中孔到小孔的封堵过程。     

用不同类型粘度计测定交联聚合物溶液流变性质

用奥氏毛细管粘度计、落球粘度计和HAAKE RS150型流变仪分别测定了高相对分子质量、低浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(A1Cit)交联体系在交联反应过程中的粘度值,研究了在不同反应时间下HPAM-Al-Cit交联体系的粘度与剪切速率的关系.结果表明,在低剪切速率时,HPAM-AlCit交联体系的粘度随反应时间增加呈下降趋势;在剪切速率较高时交联体系具有剪切稠化现象;HPAM与A1Cit发生分子内交联反应形成交联聚合物线团在水中的分散体系,这是交联体系粘度随反应时间增加而降低和剪切变稠的主要原因.     

HPAM/AlCit交联聚合物溶液微孔膜过滤行为研究

分别采用孔径为 1.2 μm醋酸纤维素树脂核微孔滤膜及 2 μm混合纤维素树脂热压滤膜 ,考察了HPAM/AlCit交联聚合物溶液在恒压并流微过滤条件下的微孔膜过滤行为。结果表明 ,随反应时间的延长 ,该交联聚合物溶液中交联聚合物线团的数目逐渐增加 ,对于核微孔滤膜 ,其封堵作用遵循表面过滤机理 ,侧重反映封堵过程中交联聚合物线团的粒子特性 ;而对于网络型热压滤膜 ,过滤实验中交联聚合物线团对滤膜的封堵作用逐步由深度过滤过渡到表面过滤 ,侧重反映交联聚合物线团封堵非均一孔径滤膜所具有的非均匀封堵特征 ,即遵循大孔到中孔到小孔的封堵过程     

用不同类型粘度计测定交联聚合物溶液流变性质

用奥氏毛细管粘度计、落球粘度计和HAAKE RS150型流变仪分别测定了高相对分子质量、低浓度的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）与柠檬酸铝（AlCit）交联体系在交联反应过程中的粘度值，研究了在不同反应时间下HPAM—Al-Cit交联体系的粘度与剪切速率的关系。结果表明，在低剪切速率时，HPAM—AlCit交联体系的粘度随反应时间增加呈下降趋势；在剪切速率较高时交联体系具有剪切稠化现象；HPAM与AlCit发生分子内交联反应形成交联聚合物线团在水中的分散体系，这是交联体系粘度随反应时间增加而降低和剪切变稠的主要原因。     

聚丙烯酰胺水溶液的氧化降解作用研究

以K2S2O8和K2S2O8/FeSO4为诱发剂、以运动粘度为指标研究了聚丙烯酰胺(PAM)氧化降解的最佳工艺条件,考察了降解前后平均相对分子质量、化学需氧量(COD)和溶液有机组成等方面的变化。结果表明,K2S2O8浓度为100mg/L,FeSO4·7H2O浓度为20mg/L时,体系中PAM可以达到最大程度的降解,此时溶液COD值较降解前增大,平均相对分子质量明显降低,降解后主要产物为丙烯酰胺低聚体的衍生物。     

聚丙烯酰胺水溶液的氧化降解作用研究

以K2S2O8和K2S2O8/FeSO4为诱发剂、以运动粘度为指标研究了聚丙烯酰胺(PAM)氧化降解的最佳工艺条件,考察了降解前后平均相对分子质量、化学需氧量(COD)和溶液有机组成等方面的变化.结果表明,K2S2O8浓度为100 mg/L,FeSO4·7H2O浓度为20 mg/L时,体系中PAM可以达到最大程度的降解,此时溶液COD值较降解前增大,平均相对分子质量明显降低,降解后主要产物为丙烯酰胺低聚体的衍生物.     

碾磨力场作用下部分水解聚丙烯酰胺溶液的黏度变化

将磨盘形力化学反应器应用于部分水解聚丙酰胺 ( HPAM)的改性 ,通过碾磨次数的变化得到了不同碾磨次数的部分水解聚丙烯酰胺样品 ;实验研究了碾磨过程中 HPAM特性黏数及表观黏度的变化 ;考查了剪切速率及老化时间对碾磨后 HPAM溶液黏度的影响 .结果表明 :碾磨使HPAM特性黏数及表观黏度均有不同程度的下降 ,但抗剪切性能有所增强     

无机盐对部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度影响的实验与理论研究

采用实验与分子动力学模拟(MD)结合的方法研究无机盐对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液黏度影响的规律及微观机制。结果表明:无机盐对溶液黏度影响较大,其中Ca Cl2和Mg Cl2对溶液降黏作用强于Na Cl,且当Ca Cl2和Mg Cl2浓度相同时Mg Cl2的降黏作用更加明显;当溶液中加入无机盐时,由于盐离子与聚合物中羧酸根基团的静电吸引,使其在聚合物周围形成阳离子层,从而减弱了聚合物分子链上羧酸根基团之间的排斥作用,导致分子链收缩,进而降低溶液的黏度;相比于Na+和Ca2+,Mg2+更易靠近HPAM分子链,对分子链构型及黏度的改变更加明显。