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聚丙烯酰胺的碱性水解说明

发布时间：2020-12-04 浏览次

聚丙烯酰胺的碱性水解说明
聚丙烯酰胺碱性水解的一个显著特点是阴离子羧基的邻基效应导致水解反应呈现自阻滞效应(retarding effect)，与聚丙烯酰胺酸性水解的邻基正催化作用相反，即随水解度的增加水解速率显著变慢。这是因为主链上引人的阴离子羧酸根基团一COO-对亲核基团OH-的静电排斥降低了酰氨基周围局部微环境中OH-的有效浓度这种邻基效应使聚丙烯酰胺碱性水解，在水解度小于30%时水解速率很快;在水解度达到40%以上时速率明显变慢;在较强的条件下(高浓度的碱和较高温度下水解度也只能达到70%;当残余酰氨基剩下30%时，水解速率极其缓慢，几乎不再进行。因此在碱性条件下水解聚丙烯酰胺,其水解度通常只能达到70%。

聚丙烯酰胺碱性水解的产物为内烯酰胺-内烯酸结构单元的共聚物。邻基效应使羧酸根在主链h分布更趋均匀，较之其无规共聚物中的序列更短，水解度小于30%时无BBB区段，水解度小于10%时无BABK段。碱性水解聚丙烯酰胺的这种更均匀的链节分布使之比共聚阴离子聚丙烯酰胺具有更高的耐水解性能。

水解引人的阴离子基团间的静电排斥作用使聚合物链更加扩张，因此随聚丙烯酰胺水解程度的增加，HPAM溶液黏度会持续增加。

光散射研究表明，在较温和的碱性水解过程中，聚合物链长不发生变化。Muller研究了在较高温度下商品PAM样品的水解过程，发现在生成丙烯酸单元的同时，水解体的分子量降低。但随后对纯化样品的结果则未发生分子量变化Muller还指出即使在氧存在下纯化的PAM也不易发生降解断链。这一结果与一般接受的PAM碱性水解模式相一致。因此Muller将聚丙烯酰胺水解过程中发生的降解归因于温度、残留引发剂和氧的协同影响。

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