共混原理聚丙烯酰胺(PAM)是一種高分子聚合物,具有良好的吸附性和絮凝性。玉米淀粉是一種多糖,分子鏈上有大量的羥基(-OH)。當將兩者混合時,PAM 分子鏈上的酰胺基(-CONH?)或羧基(如果是部分水解的 PAM)可以與玉米淀粉分子鏈上的羥基通過氫鍵相互作用。從微觀角度看,這種氫鍵作用使得 PAM 和玉米淀粉分子相互纏繞,形成一種復合結(jié)構(gòu)。
另外,在混合過程中,如果存在適當?shù)囊l(fā)劑或者加熱等條件,還發(fā)生一些化學反應(yīng)。例如,在高溫和有引發(fā)劑的情況下,玉米淀粉的羥基會與 PAM 的部分活性基團發(fā)生醚化反應(yīng),進一步增強兩者之間的結(jié)合力。
性能變化流變性能:混合后的體系流變性能發(fā)生變化。由于玉米淀粉本身具有增稠作用,與 PAM 混合后,溶液的粘度會增加。在低剪切速率下,這種復合體系表現(xiàn)出更高的粘度,這是因為分子鏈之間的相互纏繞和氫鍵作用限制了分子的流動。例如,在涂料工業(yè)中,這種混合體系可以使涂料具有更好的抗流掛性能,在垂直表面涂抹時,涂料不會輕易流淌。
吸附和絮凝性能:在吸附和絮凝方面,復合體系的性能也有所改變。玉米淀粉的加入可以增加體系的吸附位點。對于一些含有多種污染物的廢水,如同時含有有機物和懸浮物的造紙廢水,這種混合體系能夠更有效地吸附和絮凝污染物。PAM 的吸附架橋作用與玉米淀粉的吸附作用相結(jié)合,使絮凝效果更好。例如,在處理造紙廢水時,與單獨使用 PAM 相比,加入玉米淀粉后的混合體系對懸浮物的去除率會提高 10% - 20%。
穩(wěn)定性和分散性:混合體系的穩(wěn)定性和分散性也得到改善。玉米淀粉可以起到分散劑的作用,使 PAM 分子在溶液中更加均勻地分布。同時,由于兩者之間的相互作用,在一定程度上可以防止 PAM 分子鏈的聚集和沉淀。在一些需要長時間儲存的應(yīng)用場景中,如印染助劑的制備,這種混合體系能夠保持較好的穩(wěn)定性,延長產(chǎn)品的保質(zhì)期。
應(yīng)用領(lǐng)域水處理領(lǐng)域:在污水處理中,PAM 和玉米淀粉的混合體系可用于處理各種類型的污水。對于生活污水,它可以有效去除污水中的懸浮物、油脂和部分有機物,提高污水的凈化效果。在工業(yè)廢水處理方面,如食品加工廢水、印染廢水等,該混合體系能夠根據(jù)不同廢水的特點,通過調(diào)整 PAM 和玉米淀粉的比例,實現(xiàn)針對性的處理。例如,在食品加工廢水處理中,利用玉米淀粉對食品殘渣的親和性和 PAM 的絮凝性,快速沉淀廢水中的雜質(zhì)。
造紙工業(yè):在造紙過程中,這種混合體系可以用作紙張增強劑和助留助濾劑。一方面,它可以增強紙張的強度,通過與紙張纖維的相互作用,使紙張更加堅韌。另一方面,作為助留助濾劑,它能夠提高紙張纖維和填料在紙漿中的留著率,減少它們在造紙過程中的流失,從而提高造紙的效率和質(zhì)量。
農(nóng)業(yè)領(lǐng)域:在農(nóng)業(yè)方面,PAM 和玉米淀粉的混合體系可以用于土壤改良和保水。將其施用于土壤中,能夠增加土壤的團聚性,改善土壤結(jié)構(gòu)。玉米淀粉可以為土壤微生物提供碳源,促進微生物的生長,而 PAM 可以提高土壤的保水能力,減少水分的蒸發(fā)和流失,有利于農(nóng)作物的生長。