聚丙烯酰胺PAM機(jī)械降解是什么？
聚丙烯酰胺的機(jī)械降解是一自由基反應(yīng)過(guò)程，這已經(jīng)ESR譜研究確認(rèn)。外界施加的機(jī)械能傳遞給聚合物分子鏈時(shí)，在聚合物分子鏈內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力能足以克服C-C鍵斷裂的活化能時(shí)，導(dǎo)致聚丙烯酰胺分子鏈斷裂，形成聚合物鏈自由基，進(jìn)而引發(fā)聚丙烯酰胺自由基化學(xué)反應(yīng)，使聚丙烯酰胺的分子量和分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。但產(chǎn)生的自由基有多種演化途徑，如氫提取、偶合終止、歧化終止，以及與其他自由基受體反應(yīng)，如氧、低分子化合物。因此由機(jī)械降解引發(fā)的聚合物結(jié)構(gòu)變化和分子量及分布變化取決于聚合物溶液的條件，如聚合物濃度、溶液黏度、氧含量及溶液中存在的雜質(zhì)、一般在聚合物濃度較低，以及溶液中存在氧或其他低分子雜質(zhì)時(shí)，機(jī)械降解常導(dǎo)致聚合物分子量下降，分子量分布變窄，溶液黏度降低。而在較高聚合物濃度以及無(wú)氧和雜質(zhì)含量較少條件下，機(jī)械降解則可能導(dǎo)致聚合物的支化，分子量分布變寬，甚至出現(xiàn)雙峰分布，在某些條件下還會(huì)形成微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致聚合物溶解性能下降。降解導(dǎo)致聚合物分子量變化的同時(shí)，也會(huì)再分子鏈上引入其他官能團(tuán)結(jié)構(gòu)，如歧化終止導(dǎo)致雙鍵，與氧反應(yīng)生成過(guò)氧結(jié)構(gòu)。
這些雜結(jié)構(gòu)的引入又會(huì)使聚合物產(chǎn)生其他變化途徑。有機(jī)是存在氧，研究指出溶液中低至幾微克每克的氧就可以在AM聚合中有效地?fù)渥阶杂苫＿^(guò)氧結(jié)構(gòu)的引入使聚合物的機(jī)械降解過(guò)程常因不同的實(shí)驗(yàn)條件和使用條件呈現(xiàn)不同的結(jié)果。聚丙烯酰胺PAM具有很高的分子量，常以低濃度的水溶液形式應(yīng)用，如作為絮凝劑、增稠劑和減阻劑等，表現(xiàn)出很強(qiáng)的非牛頓流動(dòng)特性和強(qiáng)的黏彈性，在應(yīng)用過(guò)程中聚合物溶液經(jīng)受剪切或拉伸流動(dòng)，分子鏈的機(jī)械降解表現(xiàn)得尤為突出，導(dǎo)致PAM分子量下降、溶液黏度降低，從而使聚丙烯酰胺PAM的應(yīng)用性能惡化，已成為聚丙烯酰胺PAM引用中不可忽視的問(wèn)題。對(duì)此過(guò)程已采用粘度法、體積排斥色譜法和多角度激光光散劑等多種技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究，以考察聚合物溶液濃度、聚丙烯酰胺PAM分子量及分布、離子度、鹽濃度、剪切速率和拉伸流動(dòng)、溫度及受力時(shí)間對(duì)其機(jī)械降解程度的影響規(guī)律。
由于鏈的斷裂是由鏈承受外界摩擦應(yīng)力而引起的，因而應(yīng)有一個(gè)臨界摩擦應(yīng)力。當(dāng)聚合物鏈承受的摩擦應(yīng)力超過(guò)此臨界摩擦應(yīng)力時(shí)，將引起鏈的斷裂、而聚合物鏈承受的摩擦應(yīng)力大小與外加剪切速率及聚合物發(fā)生取向和解纏結(jié)的難易程度有關(guān)。在聚丙烯酰胺溶液剪切降解中，存在著依賴于剪切速率、聚合物結(jié)構(gòu) 和分子量、聚合物濃度及溶劑性質(zhì)諸多參數(shù)的臨界條件，以存在著降解平衡值，使機(jī)械降解的預(yù)測(cè)較為困難。
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