在自然條件下,聚丙烯酰胺會(huì)經(jīng)歷緩慢的物理降解(熱和剪切)、化學(xué)降解(水解、氧化和催化氧化)和生物降解(微生物酶解)。這些降解主要是由于自由基激發(fā)引起的鏈氧化反應(yīng),導(dǎo)致聚合物主鏈斷裂,相對(duì)分子量降低,水溶液粘度損失。在聚丙烯酰胺穩(wěn)定性的研究中,發(fā)現(xiàn)聚丙烯酰胺在水溶液中同時(shí)發(fā)生兩種化學(xué)降解:
(1)水解反應(yīng),引起側(cè)基的結(jié)構(gòu)變化,從酰胺基變?yōu)榱u基;
(2)氧化反應(yīng),導(dǎo)致主鏈斷裂,降低聚合物的相對(duì)分子量。氧化降解反應(yīng)的特征是自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),自由基作為過氧化物的活化劑,減少有機(jī)雜質(zhì)和過渡金屬離子,產(chǎn)生活性自由基片段,促進(jìn)聚合物的氧化降解。聚合物中的過氧化物和羰基化合物是聚合物氧化降解和光降解的主要原因。
聚丙烯酰胺干粉完全溶解在水中通常需要40-90分鐘,這樣分子鏈才能充分延伸,分子鏈才能充分延伸發(fā)揮更好的效率。
為了加速溶解,我們會(huì)使用加熱的方法。溶解聚丙烯酰胺干粉的水溫高,可以加快溶解速度。水溫一般不能超過45。聚丙烯酰胺在溫度高于45時(shí)會(huì)降解,并且隨著溫度的升高降解越來(lái)越快,直至完全失效。溶解聚丙烯酰胺時(shí),攪拌速度也會(huì)降解聚丙烯酰胺溶液。聚丙烯酰胺是一種高分子量、長(zhǎng)分子鏈的聚合物。在廢水處理中,它主要依靠長(zhǎng)分子鏈結(jié)構(gòu)捕獲廢水中的大顆粒懸浮固體,聚丙烯酰胺從而形成較大的絮體,加速沉淀。溶解時(shí)如果攪拌速度過快,聚丙烯酰胺的長(zhǎng)分子鏈會(huì)被切斷,影響使用效果。聚丙烯酰胺與鐵離子接觸后,鐵離子中的一些物質(zhì)會(huì)引起聚丙烯酰胺-酰胺基團(tuán)的破壞,使聚丙烯酰胺的分子分支斷裂,阻止其自由延伸。在水處理行業(yè),應(yīng)用效果會(huì)明顯下降。因此,在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、溶解和使用過程中,應(yīng)盡量減少聚丙烯酰胺與鐵離子的長(zhǎng)期接觸,以避免自然降解、分子量降低和使用效果不佳。