稀釋溶液法原理:聚丙烯酰胺拉絲主要是因?yàn)槠錆舛冗^(guò)高,分子鏈之間相互纏繞。通過(guò)稀釋可以降低分子鏈的密度,減少相互纏繞的情況,從而減輕拉絲現(xiàn)象。
操作方法:如果是在水溶液中,逐漸加入適量的溶劑(如水)。例如,對(duì)于出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象的聚丙烯酰胺溶液,每次加入原溶液體積 10% - 20% 的水,然后充分?jǐn)嚢杈鶆颍^察拉絲情況是否改善。這種方法會(huì)改變?nèi)芤旱臐舛?,?duì)其原本的使用功能產(chǎn)生一定影響,所以要根據(jù)實(shí)際需求控制稀釋程度。
降低分子量法原理:高分子量的聚丙烯酰胺更容易出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象。通過(guò)化學(xué)或物理方法降低分子量,使分子鏈變短,減少分子鏈之間的纏結(jié),進(jìn)而降低拉絲的性。
化學(xué)降解操作方法:氧化降解:可以使用氧化劑,如過(guò)氧化氫(H?O?)。將出現(xiàn)拉絲的聚丙烯酰胺溶液置于合適的容器中,緩慢加入適量的過(guò)氧化氫溶液。一般過(guò)氧化氫的用量可根據(jù)溶液的體積和聚丙烯酰胺的含量來(lái)確定,例如,對(duì)于每升聚丙烯酰胺溶液,可加入 1 - 5 毫升 30% 的過(guò)氧化氫溶液。同時(shí),要控制反應(yīng)溫度在 30 - 50℃,并適當(dāng)攪拌,反應(yīng)時(shí)間可以從數(shù)小時(shí)到不等,通過(guò)氧化反應(yīng)使聚丙烯酰胺分子鏈斷裂,降低分子量。
水解降解:調(diào)節(jié)溶液的 pH 值促使聚丙烯酰胺水解。對(duì)于聚丙烯酰胺,在堿性條件下更容易發(fā)生水解。向溶液中加入氫氧化鈉(NaOH)溶液來(lái)調(diào)節(jié) pH 值到 9 - 11。在適當(dāng)?shù)臏囟龋ㄈ?40 - 60℃)下反應(yīng)一段時(shí)間(如 1 - 3 小時(shí)),聚丙烯酰胺的酰胺基會(huì)發(fā)生水解反應(yīng),分子鏈斷裂,分子量降低,拉絲現(xiàn)象得到緩解。反應(yīng)結(jié)束后,可根據(jù)需要用酸調(diào)節(jié) pH 值恢復(fù)到合適范圍。
物理降解操作方法:超聲降解:利用超聲波的空化作用。將含有聚丙烯酰胺的溶液置于超聲清洗器或?qū)iT(mén)的超聲反應(yīng)器中,開(kāi)啟超聲波設(shè)備。一般超聲頻率在 20 - 100kHz,處理時(shí)間根據(jù)具體情況而定,從幾分鐘到幾十分鐘不等。超聲波在溶液中產(chǎn)生的空化氣泡在崩潰時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部高溫、高壓和強(qiáng)烈的剪切力,使聚丙烯酰胺的分子鏈斷裂,降低分子量,減少拉絲現(xiàn)象。
添加電解質(zhì)法原理:對(duì)于離子型聚丙烯酰胺,添加電解質(zhì)會(huì)改變?nèi)芤旱碾x子強(qiáng)度,影響聚丙烯酰胺分子鏈的伸展?fàn)顟B(tài)和電荷分布。電解質(zhì)離子會(huì)對(duì)聚丙烯酰胺分子鏈上的電荷產(chǎn)生屏蔽作用,使分子鏈?zhǔn)湛s,減少拉絲。
操作方法:如果是陰離子聚丙烯酰胺,可以添加陽(yáng)離子電解質(zhì),如氯化鈉(NaCl)。將適量的氯化鈉固體或其濃溶液加入聚丙烯酰胺溶液中,氯化鈉的添加量可以從少量開(kāi)始,如每升溶液添加 1 - 5 克,然后逐步增加,同時(shí)觀察拉絲情況。但要注意,過(guò)量添加電解質(zhì)會(huì)導(dǎo)致聚丙烯酰胺沉淀或絮凝,影響溶液穩(wěn)定性。
改變攪拌方式和速度法原理:不當(dāng)?shù)臄嚢璺绞胶退俣葘?dǎo)致聚丙烯酰胺分子鏈過(guò)度伸展或纏繞,從而產(chǎn)生拉絲現(xiàn)象。通過(guò)調(diào)整攪拌方式和速度可以改善這種情況。
操作方法:如果是在攪拌過(guò)程中出現(xiàn)拉絲,降低攪拌速度。例如,原來(lái)攪拌速度為 300 - 500 轉(zhuǎn) / 分鐘,可降低至 100 - 200 轉(zhuǎn) / 分鐘。同時(shí),改變攪拌槳的形狀和攪拌方向也有幫助。使用槳葉面積較小、攪拌方向較為柔和的攪拌槳,避免分子鏈在攪拌過(guò)程中過(guò)度纏繞,減輕拉絲現(xiàn)象。