水溶性原理

聚丙烯酰胺分子鏈上含有大量的親水基團(tuán)。對(duì)于非離子型聚丙烯酰胺，分子鏈中的酰胺基（-CONH?）可以與水分子形成氫鍵。當(dāng)把聚丙烯酰胺加入水中時(shí)，水分子會(huì)通過(guò)氫鍵作用逐漸滲透到聚丙烯酰胺的分子鏈之間，使分子鏈逐漸舒展并分散在水中，從而實(shí)現(xiàn)溶解過(guò)程。

對(duì)于陰離子型聚丙烯酰胺，除了酰胺基外，分子鏈上還帶有陰離子基團(tuán)（如羧基 -COOH），這些基團(tuán)在水中會(huì)發(fā)生電離，使分子鏈帶有負(fù)電荷。帶負(fù)電荷的分子鏈與水分子之間除了氫鍵作用外，還存在靜電吸引作用，進(jìn)一步促進(jìn)溶解。陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺同樣如此，只是分子鏈上帶有的是正電荷基團(tuán)（如季銨鹽 -NR??），也能通過(guò)靜電吸引和氫鍵作用來(lái)溶解。

影響水溶性的因素

分子量：分子量較低的聚丙烯酰胺比高分子量的更容易溶解。這是因?yàn)榉肿恿啃〉姆肿渔溳^短，分子鏈之間的纏結(jié)相對(duì)較少，水分子更容易滲透到分子鏈之間。例如，分子量為幾百萬(wàn)的聚丙烯酰胺在較短時(shí)間內(nèi)就能完全溶解，而分子量為幾千萬(wàn)的需要數(shù)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間才能充分溶解。

溫度：溫度對(duì)聚丙烯酰胺的水溶性有顯著影響。一般水溫升高，溶解速度會(huì)加快。這是因?yàn)闇囟壬呤顾肿拥倪\(yùn)動(dòng)更加劇烈，能夠更快地滲透到聚丙烯酰胺的分子鏈之間，同時(shí)也能使分子鏈的運(yùn)動(dòng)更加活躍，有利于溶解。但溫度過(guò)高（如超過(guò) 60℃）會(huì)導(dǎo)致分子鏈降解，影響其性能，合適的溶解溫度在 20 - 40℃之間。

攪拌速度：適當(dāng)?shù)臄嚢杩梢约涌炀郾０返娜芙?。攪拌能夠使聚丙烯酰胺顆粒在水中分布更加均勻，增加顆粒與水分子的接觸機(jī)會(huì)，使水分子更快地滲透到顆粒內(nèi)部。不過(guò)，攪拌速度不宜過(guò)快，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的剪切力，導(dǎo)致分子鏈斷裂，影響聚丙烯酰胺的性能。

pH 值：不同類(lèi)型的聚丙烯酰胺在不同 pH 值下的水溶性有所不同。非離子型聚丙烯酰胺在較寬的 pH 值范圍（如 pH 4 - 9）內(nèi)都能較好地溶解。陰離子型聚丙烯酰胺在堿性環(huán)境下（pH > 7）溶解性能更好，因?yàn)樵趬A性條件下，分子鏈上的陰離子基團(tuán)電離程度更高，分子鏈更加舒展。陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺在酸性至弱堿性環(huán)境（pH 4 - 9）下溶解較好，在堿性過(guò)強(qiáng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)溶解性能下降的情況，因?yàn)檫^(guò)強(qiáng)的堿性會(huì)影響陽(yáng)離子基團(tuán)的活性。