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聚丙烯酰胺的堿性水解說明

發(fā)布時(shí)間：2020-12-04 瀏覽次

聚丙烯酰胺的堿性水解說明
聚丙烯酰胺堿性水解的一個(gè)顯著特點(diǎn)是陰離子羧基的鄰基效應(yīng)導(dǎo)致水解反應(yīng)呈現(xiàn)自阻滯效應(yīng)(retarding effect)，與聚丙烯酰胺酸性水解的鄰基正催化作用相反，即隨水解度的增加水解速率顯著變慢。這是因?yàn)橹麈溕弦说年庪x子羧酸根基團(tuán)一COO-對親核基團(tuán)OH-的靜電排斥降低了酰氨基周圍局部微環(huán)境中OH-的有效濃度這種鄰基效應(yīng)使聚丙烯酰胺堿性水解，在水解度小于30%時(shí)水解速率很快;在水解度達(dá)到40%以上時(shí)速率明顯變慢;在較強(qiáng)的條件下(高濃度的堿和較高溫度下水解度也只能達(dá)到70%;當(dāng)殘余酰氨基剩下30%時(shí)，水解速率極其緩慢，幾乎不再進(jìn)行。因此在堿性條件下水解聚丙烯酰胺,其水解度通常只能達(dá)到70%。

聚丙烯酰胺堿性水解的產(chǎn)物為內(nèi)烯酰胺-內(nèi)烯酸結(jié)構(gòu)單元的共聚物。鄰基效應(yīng)使羧酸根在主鏈h分布更趨均勻，較之其無規(guī)共聚物中的序列更短，水解度小于30%時(shí)無BBB區(qū)段，水解度小于10%時(shí)無BABK段。堿性水解聚丙烯酰胺的這種更均勻的鏈節(jié)分布使之比共聚陰離子聚丙烯酰胺具有更高的耐水解性能。

水解引人的陰離子基團(tuán)間的靜電排斥作用使聚合物鏈更加擴(kuò)張，因此隨聚丙烯酰胺水解程度的增加，HPAM溶液黏度會持續(xù)增加。

光散射研究表明，在較溫和的堿性水解過程中，聚合物鏈長不發(fā)生變化。Muller研究了在較高溫度下商品PAM樣品的水解過程，發(fā)現(xiàn)在生成丙烯酸單元的同時(shí)，水解體的分子量降低。但隨后對純化樣品的結(jié)果則未發(fā)生分子量變化Muller還指出即使在氧存在下純化的PAM也不易發(fā)生降解斷鏈。這一結(jié)果與一般接受的PAM堿性水解模式相一致。因此Muller將聚丙烯酰胺水解過程中發(fā)生的降解歸因于溫度、殘留引發(fā)劑和氧的協(xié)同影響。

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