酸碱度对阴离子聚丙烯酰胺分子量的影响

    聚丙烯酰胺(PAM)是一类有机高分子聚合物，具有絮凝性、增粘性、表面活性等多种性能，可用作增稠剂、降失水剂、絮凝剂、分散剂、降阻剂等，广泛应用于石油、医药、建筑、化工、陶瓷、纺织、采矿等行业。
   聚丙烯酰胺(PAM)可分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种，其中阴离子聚丙烯酰胺(APAM)的高分子链上具有活性酰胺基团和带有负电荷的阴离子羧基官能团，可以和其它物质发生物理、化学反应，实际应用中具有成本低、用量少、效果好的特点。阴离子聚丙烯酰胺的合成方法主要有均聚法和共聚法，工业化生产的工艺以均聚法为主，包括均聚共水解和均聚后水解。该方法存在着工艺复杂，水解度不易控制，产物的分子量范围较为宽泛，未聚合的单体多，副产物的量也较大，且腐蚀设备、污染环境等问题。若采用共聚法，则省去了水解的工序，生产周期得到了缩短且无环境污染问题的存在，应是当前阴离子聚丙烯酰胺研究的重点之一。

    反应体系的酸碱度也是影响聚合产物分子量的一个重要因素，本实验以1％wt的氢氧化钠和盐酸溶液调节反应溶液的酸碱度。在不同的pH 值条件下反应所得产品的分子量有明显的差异。pH值过低时，酸性过强，容易引起爆聚，形成交联状不溶物，所得阴离子聚丙烯酰胺APAM分子量也较低；随着pH值的增大，反应溶液酸性渐弱碱性渐增，所得阴离子聚丙烯酰胺APAM的分子量逐渐减小，而溶解性变好。这种现象可归因于，低pH值条件下聚合易伴生分子内和分子间的亚酰化反应，形成支链或交联型产物，从而导致聚合产物溶解性能较差和分子量的较小；而在高pH 值下，AM可生成氮氚三丙烯酰胺(NTP)，NTP在反应中是潜在的还原剂，其量越多反应速度越快，同时NTP也是链转移剂，会导致终产品分子量降低，使其溶解性变好。