聚丙烯酰胺的溶解速率

1、分子的扩散速率

　　物质的溶解过程是溶质分子和溶剂分子相互渗透和扩散的过程，因此溶质和溶剂分子的运动能力是决定溶 解时间的重要因素。由于溶质大分子和溶剂小分子在分子尺寸上十分悬殊，分子量1440万的聚丙烯酰胺分子体积比水分子大20万倍（假定大分子上的一个个结构单元的体积与一个水分子相当）。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向聚丙烯酰胺的单方向扩散，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。也不难理解分子量、分子的几何结构、溶解温度和搅拌等因素对溶解时间的影响。

2、氢键和缠结

　　在聚丙烯酰胺的分子链内和分子链间，酰氨侧基间能形成氢键。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。高分子量聚丙烯酰胺的分子链很长，分子量1440万的分子链伸直后的长径比高达2X10的5次方、这样大的长径比的分子链必然要卷曲，它们聚集在一起也必然要缠结在-起。因此， 要使PAM快速溶解需要依_溶剂水分子的快速渗入和攻击，将氢键解离和分子链解缠结。

根据以上讨论，加快PAM溶解的主要技术途径是从合成方面着手，常采取如下技术措施。

①选择适宜的聚合工艺和条件，以减少支链和交联；引入更亲水的离子型结构单元（如羧基）或适量的 其他单体共聚改性，以减少PAM链上酰氨基及其氢键的数量。

②在制造过程中加入适量的能与酰氨基产生氢键的低分子物质（如 尿素等），以减少PAM链间的氢键数量；混人致孔剂（如硫酸钠等），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方向渗透扩散的通道；加人亲水型的表面活性剂即所 谓渗透剂（如烷基聚氧乙烯醚类），PAM颗粒与水接触后在表面形成亲水膜，降低水的表面张力，促进水向颗粒内的扩散和聚合物的溶解。

③改变产品剂型

　　采用反相乳液聚合法生产反相乳液（W/O) 产品或水分散聚合法生产所谓水包水乳液（W/W)。这两种产品的分散相实际上是高浓度的聚合物溶液，分散粒子尺寸很小（微米级），溶解时不需要经过溶胀阶段只是浓溶液的稀释，它们可直接在管道的输送过程中溶解。此外，也有用物理的方法对粉状产品进行后处理，制成反相的分散悬浮液