在不同的pH值條件下反應(yīng)所得產(chǎn)品的分子量有明顯的差異。隨著pH值的增大,反應(yīng)溶液酸性漸弱堿性漸增,所得陰離子聚丙烯酰胺的分子量逐漸減小,而溶解性變好。pH值過低時(shí),酸性過強(qiáng),容易引起爆聚,形成交聯(lián)狀不溶物,所得陰離子聚丙烯酰胺分子量也較低;陰離子聚丙烯酰胺的陰離子基團(tuán)是羧鈉基,在酸性環(huán)境下,一部分羧鈉基變成羧基,但陰離子度沒有變化,但陽離子聚丙烯酰胺在酸性條件下亦有可能水解,即酰胺基水解成羧基,這樣就使水解度增加;在堿性條件下,陰離子聚丙烯酰胺較容易水解,因此水解度亦有可能增加,一般情況下稀酸、堿和低溫下受影響很小。
這種現(xiàn)象可歸因于,低pH值條件下聚合易伴生分子內(nèi)和分子間的亞;磻(yīng),形成支鏈或交聯(lián)型產(chǎn)物,從而導(dǎo)致聚合產(chǎn)物溶解性能較差和分子量的較小;而在高pH值下,AM可生成氮氚三丙烯酰胺(NTP),NTP在反應(yīng)中是潛在的還原劑,其量越多反應(yīng)速度越快,同時(shí)NTP也是鏈轉(zhuǎn)移劑,會導(dǎo)致最終產(chǎn)品分子量降低,使其溶解性變好。
陰離子聚丙烯酰胺的分子量隨溫度的變化趨勢反映了反應(yīng)溫度對合成產(chǎn)物分子量的影響規(guī)律。隨著反應(yīng)溫度的升高,產(chǎn)物陰離子聚丙烯酰胺的分子量先升高而后逐漸下降。分析其原因可能是,在低溫下自由基產(chǎn)生緩慢、數(shù)量較少、誘導(dǎo)期長,有利于鏈增長反應(yīng),從而可得到較高分子量的陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)物;隨著反應(yīng)溫度的升高,反應(yīng)初期產(chǎn)生的自由基增多,反應(yīng)速度較快,容易發(fā)生鏈終止反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)物分子量較低。但反應(yīng)溫度過低也容易造成反應(yīng)太慢,使得反應(yīng)時(shí)間過長,影響反應(yīng)的效率。反應(yīng)溫度過高的話,反應(yīng)體系內(nèi)的自由基則會瞬間大量增多,容易引起爆聚,使得分子間相互交聯(lián)而成為凝膠狀不溶物。由此可見,適宜的反應(yīng)溫度是獲得理想產(chǎn)品的重要保障,本實(shí)驗(yàn)中適宜的反應(yīng)溫度是將溫度控制在20-30℃的范圍內(nèi)。
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