提高PAM在低温水中的溶解均匀性的方法有哪些
PAM(聚丙烯酰胺)在常温(20-25℃)下的溶解速度并非固定值,受其类型、分子量、离子度、溶解条件等多种因素影响,整体溶解过程属于物理溶胀分散的过程,需经历 “润湿 — 溶胀 — 分散 — 溶解” 四个阶段,具体情况如下:
-
阴离子型 PAM
阴离子型 PAM 在常温下的溶解速度相对较快,常规分子量(800 万 - 1200 万)的产品,在规范操作下,完全溶解时间通常为30-60 分钟。
这是因为阴离子型 PAM 的分子链在水中的电离程度较高,水分子更容易渗透进入分子链间隙,加速溶胀和分散;若分子量提升至 1500 万 - 2000 万,分子链更长更易缠绕,溶解时间会延长至60-90 分钟。
-
阳离子型 PAM
阳离子型 PAM 的溶解速度略慢于阴离子型,常规分子量(500 万 - 1000 万)的产品,常温下完全溶解时间约为40-80 分钟。
其离子度是影响溶解速度的关键因素,离子度越高(如离子度>60%),分子链的电荷密度越大,分子间的静电斥力越强,反而会加快溶胀速度;离子度较低(<30%)时,分子链易团聚,溶解时间会相应延长。
-
非离子型 PAM
非离子型 PAM 在常温下的溶解速度最慢,完全溶解时间通常需要60-120 分钟。
因为非离子型 PAM 在水中不电离,分子链与水分子的结合主要依靠氢键作用,渗透和溶胀速度远低于离子型 PAM;尤其是分子量超过 1000 万的非离子型产品,分子链缠绕现象更严重,溶解时需要更长时间的搅拌分散。
-
投料方式
PAM 粉末极易吸水团聚,若直接一次性投入水中,会形成 “鱼眼” 状的结块 —— 结块外层被水润湿溶胀形成凝胶膜,阻碍水分进入内部,导致内层粉末难以溶解,大幅延长溶解时间,甚至出现部分无法溶解的情况。
规范的投料方式是缓慢、均匀地将 PAM 粉末撒入搅拌中的水中,避免粉末团聚,这是缩短溶解时间的核心前提。
-
搅拌速度
常温下,适宜的搅拌速度能加速 PAM 的分散和溶胀,搅拌速度控制在100-300r/min为宜。
速度过慢时,粉末易沉降在容器底部团聚,溶解速度变慢;速度过快时,会破坏 PAM 的分子链结构,降低其使用效能,同时产生大量泡沫影响后续操作。
-
溶解浓度
PAM 的溶解浓度通常控制在0.1%-0.5%,浓度越低,溶解速度越快。
若浓度超过 0.5%,溶液黏度会快速升高,水分子的扩散速度下降,分子链难以充分舒展,溶解时间会显著延长;例如浓度提升至 1% 时,即使持续搅拌,完全溶解时间也可能超过 2 小时。
-
水质影响
溶解用水的杂质含量和 pH 值会影响溶解速度。
用洁净的自来水或去离子水溶解时速度更快;若水中含有大量钙、镁离子或悬浮物,会与 PAM 分子链结合形成絮体,阻碍溶胀过程;pH 值在 6-8 的中性范围内,PAM 的溶解速度最优,强酸或强碱环境会抑制分子链的舒展,减慢溶解速度。
PAM 在常温下溶解时,需避免阳光直射,否则紫外线会加速分子链降解;溶解后的 PAM 溶液稳定性较差,常温下建议在24-48 小时内用完,放置时间过长会出现黏度下降、效能衰减的情况。