混合后的協(xié)同作用
在增稠方面:羧甲基纖維素(CMC)和聚丙烯酰胺(PAM)都有增稠性能。當它們混合后,在一定程度上可以產(chǎn)生協(xié)同增稠作用。CMC 的增稠效果主要基于其分子鏈上的羧甲基和羥基與水分子形成氫鍵,使溶液的黏度增加。PAM 則是通過分子鏈的纏繞和相互作用來增稠。兩者混合后,這種相互作用會更加復雜,在合適的比例下可以使溶液的黏度比單獨使用其中一種更高,可用于需要高黏度流體的工業(yè)應用,如涂料、膠水等領域。
在絮凝方面:在水處理等領域,PAM 主要起絮凝作用,通過吸附架橋和電荷中和使懸浮顆粒絮凝沉淀。CMC 雖然不是典型的絮凝劑,但它可以在一定程度上輔助 PAM。例如,在一些含有細小且?guī)щ姾蓮碗s的懸浮顆粒的污水中,CMC 可以先包裹部分顆粒,改變顆粒的表面性質(zhì),然后 PAM 再發(fā)揮其絮凝功能,這樣可以提高絮凝效果,使污水中的懸浮物更有效地沉淀。
混合的比例和條件
比例選擇:混合比例取決于具體的應用目的。如果主要是為了增稠,一般可以根據(jù)所需的黏度來調(diào)整。例如,在一些建筑膠水的應用中,CMC 和 PAM 的質(zhì)量比可以在 1:1 - 3:1 之間進行試驗,找到增稠效果。如果是用于絮凝,PAM 的用量會相對較少,例如在水處理中,CMC 與 PAM 的質(zhì)量比達到 5:1 - 10:1,而且需要根據(jù)污水的性質(zhì)(如懸浮顆粒的種類、濃度、電荷等)來具體確定。
混合條件:在混合時,要保證兩者都能充分溶解。對于 CMC,溶解時水溫可以適當提高(40 - 60℃),同時進行攪拌,以加快溶解速度。PAM 的溶解水溫更好控制在 20 - 30℃,并且攪拌速度不能過快(100 - 300 轉(zhuǎn) / 分鐘),以免分子鏈斷裂。將兩者分別溶解后,在緩慢攪拌的條件下將它們混合,攪拌速度以 50 - 100 轉(zhuǎn) / 分鐘為宜,避免產(chǎn)生過多的氣泡影響混合效果。
問題及解決方法
相分離現(xiàn)象:由于 CMC 和 PAM 的化學結(jié)構和性質(zhì)不同,在混合后會出現(xiàn)相分離的情況。這主要是因為它們在溶液中的相容性有限。解決這個問題可以從兩個方面入手。一是在混合前對它們進行化學改性,例如通過引入一些相容基團來提高它們的相容性。二是調(diào)整混合比例和溶液的酸堿度、鹽濃度等條件。例如,在一些實驗中發(fā)現(xiàn),當溶液的 pH 值在 7 - 8 之間,鹽濃度(如氯化鈉)控制在 0.1% - 0.3% 時,可以減少相分離的現(xiàn)象。
性能降低:如果混合不當,會導致兩種物質(zhì)的性能都降低。比如,在溶解過程中如果 PAM 的分子鏈被破壞,或者 CMC 沒有完全溶解,混合后的增稠或絮凝效果都會受到影響。因此,要嚴格按照溶解和混合的要求進行操作,并且在使用前更好進行小試,檢驗混合后的性能是否滿足要求。