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聚丙烯酰胺分子量离子度和参数分析

发布时间：21-05-30 浏览次

聚丙烯酰胺分子量离子度和参数分析

聚丙烯酰胺常简写为PAM。糖厂近年使用的各种PAM，实质上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯S钠经过共聚反应生成的高分子产物。
丙烯酰胺的分子式为：CH2 = CH－CONH2
丙烯S钠的分子式为：CH2 = CH－COONa
聚合物的分子式为： CONH2 COONa
—— CH2－ CH—— —— CH2－ CH—— ——
m n 式中的m与n分别代表丙烯酰胺与丙烯S钠的相对数量。它们的比例对聚合物的性质有很大的影响。通常将n对(m+n)的百分比称为阴离子度或羧基比率，以前通常称它为水解度： n n + m 阴离子度＝ × 。因为－COONa基团在水溶液中容易离解出Na+ 而留下负电基－COOˉ，使大分子带负电，它们亦称为阴离子聚合电解质。
PAM的分子量、阴离子度和残留单体含量是很重要的参数：
（1）分子量
PAM的分子量很高，且近年来还有较大提高。20世纪70年代应用的PAM，分子量一般为数百万；80年代以后，多数优质PAM的分子量在1500万以上，有些达到2000万。每一个这种PAM分子是由十万个以上的丙烯酰胺或丙烯S钠分子聚合而成 (丙烯酰胺的分子量为71，含十万个单体的PAM的分子量为710万)。通常，分子量高的PAM的絮凝性能较好。高分子有机物的分子量，即使在同一产品中也不是完全均一的，标称的分子量是它的平均值。
（2）阴离子度
PAM的阴离子度对它的使用效果有很大影响，但它的适宜数值需视所处理的物料的种类和性质而定，不同情况下会有不同的值。根据我们多年的研究和对数十个PAM样本进行对比试验与分析，制糖工业所用的PAM阴离子度22～28%较适合，且适应性较强，可用于不同的物料(蔗汁、糖浆、赤糖及原糖的回溶糖浆)以及不同的工艺流程(亚ls法、碳S法和磷浮法) 。国外生产的糖用PAM的阴离子度多数在此范围。Bennett指出，如果所处理的物料的离子强度较高(含无机物较多)，所用PAM的阴离子度宜较高，反之则应较低。又据克拉克的报告，澳州的糖厂常用20%阴离子度的PAM，而美国佛罗里达州的糖厂常用较高的数值。Cress等的研究发现，在蔗汁中加絮凝剂和除去沉淀物以后，残留的PAM量与PAM原来的阴离子度有关。而在普通的水处理中，时常用不含羧基的聚丙烯酰胺。
早期生产的PAM是由丙烯酰胺一种单体聚合而成，原来不含－COONa基团。使用前要先加NaOH加热，使部分－CONH2 基水解为－COONa，反应式如下：－CONH2 + NaOH －→ －COONa + NH3
水解过程中有氨气放出。PAM中酰胺基团水解的比例就称为PAM的水解度，它即是阴离子度。这种PAM的使用不方便，且性能较差(加热水解必使PAM分子量和性能明显下降)，80年代后已很少使用。
现代生产的PAM有多种不同阴离子度的产品，用户可根据需要和通过实际试验选用适当的品种，不需要再行水解，溶解以后即可使用。但是，由于习惯的原因，有些人仍将絮凝剂的溶解过程称为水解的概念错误操作。
（3）残余单体含量
PAM的残余单体含量是衡量它是否适用于食品工业的重要参数。丙烯酰胺的聚合物是无的，在国际上已广泛用于自来水清净、食品工业和制糖工业。不过，在工业品聚丙烯酰胺中，难免残留有微量

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