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聚丙烯酰胺用途知识

絮凝剂聚丙烯酰胺PAM颗粒对污水沉降体系稳定性的介绍

在许多胶体化学教科书中,对悬浮体的性质不太重视,但是悬浮体的颗粒之间双电层的相互作用,对聚丙烯酰胺PAM的影响及性质却起着重要的作用。从本质上说,溶胶和悬浮体没有什么差别,主要的区别在于分散相颗粒的大小。悬浮液的颗粒在几小时内沉降;而胶态溶液中的颗粒却可以悬浮数天。简单地说,悬浮液和溶胶颗粒大小的分界线大约在1,由于区别仅仅在于颗粒的尺度而不是性质,可以预计悬浮液和溶胶有许多类同的现象就稳定性而言,悬浮液和溶胶的稳定和絮凝没有很显著的差别只是稳定的悬浮颗粒其沉降时间也是短的,然而进一步的考察却发现稳定的悬浮体与絮凝的体系是有区别的,浓悬浮液与它所形成的沉积体在力学性质上是不同的。


高浓度的稳定悬浮液,如细石英粉末悬浮于水,表现出胀流性质。在弱剪切应力时,像流体容易流动;在剪切应力增加时,体系变硬难以变形。一旦解除应力体系能迅速恢复它的流体性质。其他一些稳定的高浓度的悬浮液,如淀粉水溶液、氧化铝的甲醇溶液等也有同样的性质另一方面,聚丙烯酰胺PAM体系(可能是由于加入了电解质,或者是不适当的加入了分散介质,像用苯分散石英)表现出显著的塑性流体。对弱应力有相对较强的阻力,而在较大的应力下又可以流动。显然,这种在压力下悬浮液所表现出的凝固一松散现象,是由于双电层之间的强排斥作用,防止了颗粒之间的被压缩,使它们之间又容易滑动。

PAM

系统容易流动是由于应力较弱,液体容易通过颗粒之间的毛细通道,而当体系变形速度太快,毛细通道变窄,液体的流动受阻,使其变形也受阻,因此体系多多少少有点像固体。事实上,双电层像是一个薄的润滑膜,例如,铁粉和一个非极性的液体混合形成一个千的、硬的、塑性软膏,痕量的油酸就能使其形成强膨胀液体悬浮液的膨胀性和塑性有相关性,沉降体的密度就与这两个性质有关。体系越稳定,颗粒沉降体的体积就越少。不稳定的悬浮液颗粒形成不规则、松散的结构,防止了聚丙烯酰胺PAM颗粒的进一步黏附。


稳定的悬浮液颗粒是单一沉降形成密实的沉降体,由于短距离的排斥作用,它们很容易滑动。铁粉形成的塑性软膏被油酸转化为强膨胀流体就是一个双电层形成润滑膜的例证。我们发现,来自于稳定悬浮液的沉降体沉积在容器的底部,而不稳定的悬浮液的絮凝体却很容易被摇动容器而再分散。这些性质在胶体工业应用中起着重要作用,特别是对黏土悬浮液陶瓷工业焙千各种器皿就是一个实例。典型的方法是黏土材料和适量的液体混合形成塑性的、具有一定机械强度又容易变形的软膏状,通过压模给出一定的形状。常用的陶瓷材料包括相当量的黏土,假如还需要其他材料,也要有黏土作为黏合剂,高塑性的黏土是极其细小的片状颗粒。

絮凝剂

在适当的条件下,这些颗粒形成刚性网状结构,类似与上节所讨论的凝胶结构。它们的塑性随着加入的0H而减小;带负电荷的黏土颗粒其稳定性的增加,表明颗粒之间有一定程度的絮凝和聚结,导致了它的变形性和连接特性悬浮液的另一个应用是通过电泳在基片上沉积导电层,形成一个薄辐射层或者形成薄的陶瓷绝缘层,用于电子管的制造。还有在橡胶或树脂上的电沉积层。农业中,植物的生长需要土壤具有开放的结构,以保证水和空气的流通,如果土壤胶体保持絮凝态,将具有松散结构,一定量的盐特别是二价Ca+离子具有这样的作用。


在前面的讨论中,分散的颗粒是晶态或无定形的。分散相如果是液体,就是乳状液。乳状液和悬浮液的稳定机理是有所不同的。我们已经看到,不溶或微溶的物质,在适当的液体中,能够形成溶胶,可能是自发的或者加入一点特殊的电解质。在这样的条件下,不可能得到稳定的乳状液(除汞溶胶之外,这涉及特殊的一种金属的性质)。制备乳状液需要加入乳化剂。许多有机电解质,其性质我们称为表面活性剂的一类物质,如脂肪酸的盐类等就是乳化剂。一些固体粉末也有类似的作用乳状液的这些特性和乳化剂的影响,已经根据双电层在两个液相界面的特殊性质进行了研究,后面我们将在讨论双电层理论时,再加以论述乳状液在加入电解质后的稳定性,与固体颗粒形成的溶胶或悬浮液类似。因此乳状液的稳定性可以与通常的憎液胶体比较。在大多数情况下,本书后面所给出的结果都可以应用于乳状液。

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