PAM聚丙烯酰胺絮凝劑的架橋機理及作用
發(fā)布時間：2019-08-02 17:08:28 瀏覽
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PAM聚丙烯酰胺絮凝劑的架橋機理及作用
陰陽離子
聚丙烯酰胺絮凝劑吸附架橋機理，該機理也稱為粘結(jié)架橋凝聚，粒間架橋機理，它主要是指鏈狀酰胺在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用下，通過活性部位與膠粒或細微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的過程，具有線形結(jié)構，它們具有能與膠粒表面某些部位起作用的化學基團，當高聚物與膠粒接觸時，基團能與膠粒表面產(chǎn)生特殊的反應而互相吸附，而酰胺分子的其余部分則伸展在溶液中可以與另一個表面有空位的膠粒吸附，這樣聚合物就起了架橋連接的作用，假如膠粒少，聚合物伸展部分粘不著第二個膠粒，則這個 膠粒遲早要被原先的膠粒吸附在其他部位上，這個陰陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑就起不了架橋作用了，而膠粒又處于穩(wěn)定狀態(tài)，高分子絮凝劑投加量過大時，會使膠粒表面飽和產(chǎn)生穩(wěn)現(xiàn)象，已經(jīng)架橋絮凝的膠粒，如受到劇烈的長時間的攪拌，架橋聚合物可能從另一膠粒表面脫開，又卷回原來膠粒所在表面，高分子絮凝劑對膠體脫穩(wěn)的吸附架橋?qū)τ趲ж撾姷娜苣z溶液，陽離子絮凝劑可以同時起到降低溶膠電位和吸附架橋作用，故有良好的絮凝作用，沉淀網(wǎng)捕機理，當金屬鹽(如硫酸鋁或氯化鐵)或金屬氧化物和氫氧化物做絮凝劑時，當投加量大得足以迅速沉淀金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽時，水中的膠粒可被這些沉淀物形成時所網(wǎng)捕，此外，水中膠粒本身可作為這些金屬氫氧化物沉淀物形成的核心，所以凝聚劑投加量與被除去物質(zhì)的濃度成反比。
以上絮凝的四種機理，雙電層的理論以物理理論為基礎，壓縮擴散層、降低或消除勢能峰，強調(diào)的是電中和脫穩(wěn)，但是忽視了微粒的電荷變號和再穩(wěn)現(xiàn)象：而化學吸附架橋，理論則著重在高分子聚合物的強烈吸附作用，而輕視了電中和與降低勢能峰的作用，這兩種機理似乎是一個強調(diào)凝聚，一個強調(diào)絮凝，但實際上這兩個作用是有機聯(lián)系的，單一的一種理論不能把凝聚的反應過程解釋清楚，如在雙電層作用中出現(xiàn)高價反離子，則必然有吸附和膠體變號的情況；在化學吸附架橋作用中若有聚合電解質(zhì)則必須考慮靜電排斥或電中和作用，在水處理中，這四種機理常不是單獨孤立的現(xiàn)象，而往往同時存在， 只是在一定情況下以某種現(xiàn)琢為主而己，
聚丙烯酰胺系列有機高分子絮凝劑的絮凝機理綜合分析和對比以上一般絮凝劑的絮凝機理，它的絮凝機理主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
架橋絮凝作用：絮凝劑投加到水中后，在弱酸性條件下形成季銨陽離f，吸附帶負電荷的膠體顆粒，由于分子鏈比較長，在水中呈彎曲扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)存在，絮凝劑像橋梁一樣，搭在兩個或多個膠體或微粒上，并用自身的—CONH2及季銨離子等活惟基團與膠體或微粒表面起作用，從而將膠體或微粒連接形成絮凝團，形成“膠體一高分子—肢體”的絮凝體，使膠體粒子克服勢能壘而聚結(jié)在一起沉降下來。
壓縮雙電層，在酸性條件下，絮凝劑與水中的曠結(jié)合形成陽離子季銨鹽，與帶負電荷的油顆粒發(fā)生中和，使帶負電含油膠粒表面的擴散雙電層被壓縮，靜電斥力減少，彼此間排斥勢能相應降低，相互碰撞時就容易聚結(jié)在一起而沉降。
吸附基團的鍵合作用：首先，在弱酸性條件下形成季銨陽離子，通過靜電作用迅速吸附帶負電的膠體顆粒，在攪拌條件下，絮凝劑在水中展開后，與水中的膠體或微粒充分接觸， 分子鏈上有很多活性基團如—CONH2，能與膠體或顆粒形成氫鍵而結(jié)合，所以能吸附兩個以上的膠體或微粒，再借助自身的長鏈特征把膠體和微粒連接在一起，因此密度相對：變大，便沉淀下來，絮凝劑在水中溶脹過程中，具有三維空間立體結(jié)構，分子鏈比較長，扭曲旋轉(zhuǎn)，像一張多孔的網(wǎng)一樣，從水中將未沉降的顆粒或膠體捕獲而拖帶下來， 沉積到水底。
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