聚丙烯酰胺的水解程度是指聚丙烯酰胺溶液中的弱離子與水結(jié)合,形成弱堿性或者弱酸性的能力,或者是聚丙烯酰胺水溶液中形成弱酸的強(qiáng)弱和形成弱減的能力強(qiáng)弱。對(duì)于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿,電離度越大對(duì)應(yīng)的酸堿性就越強(qiáng),而它們的水解程度就越弱。對(duì)于一些易溶性的聚丙烯酰胺類來(lái)說(shuō),電離度越大對(duì)應(yīng)的電離出的離子越多,而它們的水解程度就越弱。一般,電離度大的,它們的水解程度就越弱,相反,電離度小的,水解程度就越大。一般,在比較有酸式酸根離子的酸或鹽的溶液中的離子濃度大小的時(shí)候就要注意,它們的電離程度和水解程度。陰離子型聚丙烯酰胺“水解度”是水解時(shí)PAM分子中酰胺基轉(zhuǎn)化成羧基的百分比,但由于羧基數(shù)測(cè)定很困難,實(shí)際應(yīng)用中常用“水解比”即水解時(shí)氫氧化鈉用量與PAM用量的重量比來(lái)衡量。
陰離子型聚丙烯酰胺的使用效果與其“水解度”有關(guān),“水解度”過(guò)小會(huì)導(dǎo)致混凝或助凝效果較差,“水解度”過(guò)大,加堿費(fèi)用較高會(huì)增加制作成本。解決這一問(wèn)題,就需要提高設(shè)備及技術(shù)要求,否則陰離子聚丙烯酰胺的混凝或助凝效果就會(huì)很差。
決定聚丙烯酰胺水解度的主要控制因素有:加堿比、溶液濃度、水解時(shí)間、水解溫度等。這些因素互相影響。當(dāng)其他因素固定時(shí),水解度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。也就是說(shuō)不能保持水解度不變。另一方面 ,假如根據(jù)測(cè)得的水解度來(lái)規(guī)定加堿比,則達(dá)不到最佳水解度,因?yàn)樵诔叵掠咕郾0放c堿完全作用需要很長(zhǎng)的時(shí)間。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定,任何一種加堿比的聚丙烯酰胺即使經(jīng)過(guò)一年多的時(shí)間水解,仍有未作用完的堿。
另一種方法是通過(guò)加溫使聚丙烯酰胺在較短的時(shí)間內(nèi)與堿完全作用,但由于生產(chǎn)中使用大量的聚丙烯酰胺,采用加溫的方法是不現(xiàn)實(shí)的。鑒于上述原因,在生產(chǎn)中根據(jù)實(shí)際情況找出一個(gè)適宜的加堿比, 在這個(gè)加堿比下,經(jīng)一定時(shí)間的常溫水解,能得到較接近于最佳水解度的聚丙烯酰胺,同時(shí)又能使水解液有一定的穩(wěn)定性,能夠在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持其絮凝性能。
水解作用的進(jìn)程還決定于聚丙烯酰胺溶液的濃度,濃度越高,在加堿比一定時(shí),堿在溶液中的濃度就越高,水解作用就進(jìn)行得越迅速,也越完全。提高濃度可以縮小儲(chǔ)液池的容積,但過(guò)高的濃度會(huì)造成配置溶液時(shí)攪拌的困難,在平衡些困難之后,建議采用10%的濃度較為適宜。水解作用的進(jìn)程又決定于溫度、溫度越高,水解越快。但溫度過(guò)高會(huì)促使聚丙烯酰胺解聚,分子量降低。同時(shí)加溫會(huì)給生產(chǎn)造成不便,這些問(wèn)題均須進(jìn)行考慮。