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聚丙烯酰胺分子量 離子度和參數(shù)分析

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聚丙烯酰胺分子量 離子度和參數(shù)分析
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聚丙烯酰胺分子量 離子度和參數(shù)分析
 
聚丙烯酰胺常簡寫為PAM。糖廠近年使用的各種PAM,實質(zhì)上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯S鈉經(jīng)過共聚反應(yīng)生成的高分子產(chǎn)物。 
丙烯酰胺的分子式為:CH2 = CH-CONH2 
丙烯S鈉的分子式為:CH2 = CH-COONa 
聚合物的分子式為: CONH2 COONa 
—— CH2- CH—— —— CH2- CH—— —— 
m n 式中的m與n分別代表丙烯酰胺與丙烯S鈉的相對數(shù)量。它們的比例對聚合物的性質(zhì)有很大的影響。通常將n對(m+n)的百分比稱為陰離子度或羧基比率,以前通常稱它為水解度: n n + m 陰離子度 = × 。因為-COONa基團(tuán)在水溶液中容易離解出Na+ 而留下負(fù)電基-COOˉ,使大分子帶負(fù)電,它們亦稱為陰離子聚合電解質(zhì)。 
PAM的分子量、陰離子度和殘留單體含量是很重要的參數(shù):
(1)分子量 
     PAM的分子量很高,且近年來還有較大提高。20世紀(jì)70年代應(yīng)用的PAM,分子量一般為數(shù)百萬;80年代以后,多數(shù)優(yōu)質(zhì)PAM的分子量在1500萬以上,有些達(dá)到2000萬。每一個這種PAM分子是由十萬個以上的丙烯酰胺或丙烯S鈉分子聚合而成 (丙烯酰胺的分子量為71,含十萬個單體的PAM的分子量為710萬)。通常,分子量高的PAM的絮凝性能較好。高分子有機(jī)物的分子量,即使在同一產(chǎn)品中也不是完全均一的,標(biāo)稱的分子量是它的平均值。 
(2)陰離子度 
     PAM的陰離子度對它的使用效果有很大影響,但它的適宜數(shù)值需視所處理的物料的種類和性質(zhì)而定,不同情況下會有不同的值。根據(jù)我們多年的研究和對數(shù)十個PAM樣本進(jìn)行對比試驗與分析,制糖工業(yè)所用的PAM陰離子度22~28%較適合,且適應(yīng)性較強(qiáng),可用于不同的物料(蔗汁、糖漿、赤糖及原糖的回溶糖漿)以及不同的工藝流程(亞ls法、碳S法和磷浮法) 。國外生產(chǎn)的糖用PAM的陰離子度多數(shù)在此范圍。Bennett指出,如果所處理的物料的離子強(qiáng)度較高(含無機(jī)物較多),所用PAM的陰離子度宜較高,反之則應(yīng)較低。又據(jù)克拉克的報告,澳州的糖廠常用20%陰離子度的PAM,而美國佛羅里達(dá)州的糖廠常用較高的數(shù)值。Cress等的研究發(fā)現(xiàn),在蔗汁中加絮凝劑和除去沉淀物以后,殘留的PAM量與PAM原來的陰離子度有關(guān)。而在普通的水處理中,時常用不含羧基的聚丙烯酰胺。 
     早期生產(chǎn)的PAM是由丙烯酰胺一種單體聚合而成,原來不含-COONa基團(tuán)。使用前要先加NaOH加熱,使部分-CONH2 基水解為-COONa,反應(yīng)式如下:-CONH2 + NaOH -→ -COONa + NH3
 水解過程中有氨氣放出。PAM中酰胺基團(tuán)水解的比例就稱為PAM的水解度,它即是陰離子度。這種PAM的使用不方便,且性能較差(加熱水解必使PAM分子量和性能明顯下降),80年代后已很少使用。 
    現(xiàn)代生產(chǎn)的PAM有多種不同陰離子度的產(chǎn)品,用戶可根據(jù)需要和通過實際試驗選用適當(dāng)?shù)钠贩N,不需要再行水解,溶解以后即可使用。但是,由于習(xí)慣的原因,有些人仍將絮凝劑的溶解過程稱為水解的概念錯誤操作。 
(3)殘余單體含量 
    PAM的殘余單體含量是衡量它是否適用于食品工業(yè)的重要參數(shù)。丙烯酰胺的聚合物是無的,在國際上已廣泛用于自來水清凈、食品工業(yè)和制糖工業(yè)。不過,在工業(yè)品聚丙烯酰胺中,難免殘留有微量
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