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聚丙烯酰胺的堿性水解說明

發布時間：2020-12-04 瀏覽次

聚丙烯酰胺的堿性水解說明
聚丙烯酰胺堿性水解的一個顯著特點是陰離子羧基的鄰基效應導致水解反應呈現自阻滯效應(retarding effect)，與聚丙烯酰胺酸性水解的鄰基正催化作用相反，即隨水解度的增加水解速率顯著變慢。這是因為主鏈上引人的陰離子羧酸根基團一COO-對親核基團OH-的靜電排斥降低了酰氨基周圍局部微環境中OH-的有效濃度這種鄰基效應使聚丙烯酰胺堿性水解，在水解度小于30%時水解速率很快;在水解度達到40%以上時速率明顯變慢;在較強的條件下(高濃度的堿和較高溫度下水解度也只能達到70%;當殘余酰氨基剩下30%時，水解速率極其緩慢，幾乎不再進行。因此在堿性條件下水解聚丙烯酰胺,其水解度通常只能達到70%。

聚丙烯酰胺堿性水解的產物為內烯酰胺-內烯酸結構單元的共聚物。鄰基效應使羧酸根在主鏈h分布更趨均勻，較之其無規共聚物中的序列更短，水解度小于30%時無BBB區段，水解度小于10%時無BABK段。堿性水解聚丙烯酰胺的這種更均勻的鏈節分布使之比共聚陰離子聚丙烯酰胺具有更高的耐水解性能。

水解引人的陰離子基團間的靜電排斥作用使聚合物鏈更加擴張，因此隨聚丙烯酰胺水解程度的增加，HPAM溶液黏度會持續增加。

光散射研究表明，在較溫和的堿性水解過程中，聚合物鏈長不發生變化。Muller研究了在較高溫度下商品PAM樣品的水解過程，發現在生成丙烯酸單元的同時，水解體的分子量降低。但隨后對純化樣品的結果則未發生分子量變化Muller還指出即使在氧存在下純化的PAM也不易發生降解斷鏈。這一結果與一般接受的PAM堿性水解模式相一致。因此Muller將聚丙烯酰胺水解過程中發生的降解歸因于溫度、殘留引發劑和氧的協同影響。

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