阳离子聚丙烯酰胺的溶解性问题

阳离子聚丙烯酰胺作为水处理的主要产品之一，其在实际使用中溶解时间也是主要问题之一，而溶解性问题主要指的是固体粉末型产品，它的溶解过程与典型的高聚物一样呈现先溶胀后溶解的现象，在实际的应用中如果溶解时间较慢或在一定时间内没有完全溶解都将影响其实际使用效果。

高聚物溶解速率的影响因素主要涉及以下两个要素：

1.分子的扩散

       物质的溶解过程是溶质分子和溶剂分子相互渗透和扩散过程，因此溶质和溶剂分子的运动能力是影响溶剂时间的重要因素，由于溶质分子在尺寸上远大于溶剂分子，因此两者的扩散速率相差十分悬殊，在溶解的初期实际上只有水分子向聚丙烯酰酰胺的单方面扩散，聚丙烯酰胺分子不可能向水的方向扩散，所以先溶胀是溶解的必经阶段。

2.氢键和缠结

       在PAM聚丙烯酰胺的分子链内和分子链间，酰胺侧基间能形成氢键，氢键是强的分子间作用力，高分子量的聚丙烯酰胺分子链上存在大量的氢键；同时，高分子量的PAM的分子链很长，长的分子链必然要卷曲，它们聚集在一起也必然缠结在一起，因此，要是其快速的溶解需要依靠溶剂水分子的快速渗入和攻击，净氢键解离和分子链解缠结，而PAM的溶解速率与其分子量、离子度、分子的几何结构、溶解温度、搅拌和投料方式有关。

       溶解速率随分子量的增大和化学交联程度的增加而变慢，整体交联将使PAM先溶账不溶解，在粉末产吕的制造过程中，高的干燥温度和长的干燥时间会使产品部分支化或轻度交联，而延长溶解时间甚至出现部分不溶物，有些生产厂家由于生产工艺掌握的不成熟，会出现溶解速度极慢，溶解一定时间后不溶物多的情况。

       溶解温度和搅拌速率的提高有利于分子扩散，而溶解速率，但是较高的溶解温度（50摄氏度以上）和强烈的搅拌速率会使PAM聚丙烯酰胺发生降解，性能变差，这对粉末型的产品尤为突出，在我们之前的温度和搅拌速度对PAM溶液配制的影响一文中也有提及。

       而如果想加快阳离子聚丙烯酰胺溶解的主要技术途径是从合成方面着手，常采用如下技术措施：

1，选取适宜的聚合工艺和条件，以减少支链和交联。

2，在制造过程中，加入适量的能与酰胺基产生氢键的低分子物质（如尿素，硫脲等），以减少氢键的数量，倒如通过加入尿素来改善聚合物的溶解性，发现改变尿素的用量对产物特性粘数的影响不大，但产物的溶解速度明显的加快，溶解性到提高；混入致孔剂，遇水时这些低分子物质很快向水中扩散溶解，形成有利于水分子向PAM方向渗出透扩散的通道；加入亲水性的表面活性剂，颗粒在与水接触的后表面开成亲水膜，降低水的表面张力，促进水向颗粒内的扩散和聚合物溶解；

3，改变产品的剂型，采用反相乳液聚合物产反相乳液产品或是水分散聚合法生的水包水乳液的产品。