化學降解導致失效
水解反應:聚丙烯酰胺分子鏈中含有酰胺基(-CONH?),在一定條件下容易發(fā)生水解反應。例如,在堿性環(huán)境中,酰胺基會與氫氧根離子(OH?)反應,使酰胺基轉化為羧基(-COOH)和銨離子(-NH??)。隨著水解程度的增加,聚丙烯酰胺的分子結構發(fā)生改變,分子量降低,其絮凝、增稠等性能也會隨之下降。當水解反應過度進行時,聚丙烯酰胺就會失效。
氧化反應:聚丙烯酰胺在有氧化劑存在的情況下會發(fā)生氧化反應。像水中的溶解氧、某些強氧化劑(如高錳酸鉀、過氧化氫等)都引發(fā)氧化。氧化反應會導致分子鏈的斷裂,使聚丙烯酰胺的分子量減小。例如,在含有高濃度過氧化氫的廢水處理中,如果使用聚丙烯酰胺,過氧化氫會攻擊分子鏈,使其性能變差,失效。
物理因素引起失效
高溫影響:溫度過高會使聚丙烯酰胺失效。對于固體聚丙烯酰胺,當溫度達到 210℃以上時,分子鏈中的酰胺鍵(-CONH?)會發(fā)生斷裂,化學結構被破壞。對于液體聚丙烯酰胺,溫度升高加速分子運動,當溫度超過 50℃時,降解速度明顯加快。在 80℃左右,液體聚丙烯酰胺會嚴重失效,如在高溫環(huán)境下的工業(yè)生產流程中,如果沒有對聚丙烯酰胺溶液進行有效的溫度控制,會導致其失效。
機械剪切力:聚丙烯酰胺溶液在受到強烈的機械攪拌、泵送等過程中,會承受機械剪切力。過大的剪切力會使分子鏈斷裂,分子量降低。例如,在使用高速攪拌機溶解聚丙烯酰胺時,如果攪拌速度過快,或者在管道輸送過程中,泵的轉速過高、管徑過小等情況,都會產生較強的剪切力,導致聚丙烯酰胺失效。
儲存條件不佳引發(fā)失效
受潮:固體聚丙烯酰胺如果儲存環(huán)境濕度較高,容易吸收空氣中的水分而受潮。受潮后,聚丙烯酰胺會結塊,影響其在水中的溶解速度和效果。例如,在相對濕度 60% - 80% 的環(huán)境下,長時間放置的固體聚丙烯酰胺會因受潮而出現(xiàn)部分失效的情況,其在水中溶解不完全,導致實際使用時的絮凝效果大打折扣。
光照:長時間暴露在陽光下或強光照射下,聚丙烯酰胺的性能也會受到影響。光照中的紫外線等成分會引發(fā)光化學反應,使分子鏈發(fā)生斷裂或其他化學變化。例如,將聚丙烯酰胺放置在透明的塑料容器中,在戶外長時間暴曬,會加速其失效。