[发明专利]目视色差法判断阴离子型聚丙烯酰胺在水中的溶解程度

说明书

技术领域

本发明涉及发酵液或污水絮凝分离及抄纸技术中高效使用高分子絮凝剂的一种方法。 

背景技术

阴离子型聚丙烯酰胺是一种水溶性的高分子絮凝剂，其相对分子质量较大，一般可超过一千万，由于其分子链上带有负电荷，因此可通过电中和及长链架桥机理絮凝净化带有正电荷微粒的发酵液、污水，还可作为造纸中的增强剂提高纸张的干、湿强度及作为助留剂和助滤剂提高纸张的质量和数量。 

阴离子型聚丙烯酰胺由于其分子量大，所以它在水中的溶解分散速度较慢。一般是先将其溶解成较高浓度的水溶液，然后再将该水溶液溶解到待絮凝处理的体系中以缩短絮凝剂在体系中的分散时间，这样可提高絮凝效率。然而，在将阴离子型聚丙烯酰胺溶解成较高浓度水溶液的操作过程中，往往因为阴离子型聚丙烯酰胺颗粒的粒度大小、配制浓度、加料方式、溶解温度和搅拌分散方式的不同而导致其完全溶解所需的时间明显不同。由于未溶解完全的的阴离子型聚丙烯酰胺凝块无色透明，因此难以用肉眼分辨阴离子型聚丙烯酰胺在水中是否完全溶解。当未完全溶解的阴离子型聚丙烯酰胺凝块加入到待絮凝处理的体系中时，由于该凝块不能较快地溶解分散，仍以凝块形式进入到絮凝沉降物中，当过滤分离该沉降物时，凝块堵塞过滤通道使过滤阻力明显增加，降低了过滤分离效率；同时由于该凝块的粘性较大使滤渣的脱除难度增加；同时也降低了阴离子型聚丙烯酰胺的利用率并使得体系中絮凝剂有效浓度偏低而影响絮凝效果。因此，确保阴离子型聚丙烯酰胺在溶解成较高浓度的水溶液时完全溶解不留有凝块，是提高絮凝沉降物过滤分离效率、絮凝效率、阴离子型聚丙烯酰胺利用率及造纸质量的重要措施。 

目前在我国有的用户用筛滤法来判断阴离子型聚丙烯酰胺溶解是否完全：筛滤阴离子型聚丙烯酰胺溶解液，若筛面上留有凝块则说明溶解不完全，若无凝块则说明溶解完全。但细长的小凝块会穿过筛孔而发生漏检，同时筛面上的凝块由于无色透明而不易分辨容易发生误检。有的用户则是通过倾倒溶解后的水溶液同时观察其流动状况来判断溶解程度：目视下观察到不稳定的流动则说明阴离子型聚丙烯酰胺溶解不完全，流动稳定则说明其溶解完全。这同样易发生漏检和误检。因为在倾倒水溶液时小凝块对液体流动的扰动难以用肉眼分辨出来而导致漏检；在倾倒液体观察其流动状况时因视力疲劳未即刻看到移动的凝块而导致误检。 

由于絮凝所需的时间较短，一般为10分钟左右；而水中完全溶解低浓度阴离子型聚丙烯酰胺在室温搅拌下一般需要1小时左右，浓度较高时溶解时间一般需要数小时甚至更长。因此，如果阴离子型聚丙烯酰胺小凝块进入絮凝体系，则在10分钟左右的絮凝时间内是难以完全溶解的。这就需要探索出一个有效的方法，能明确分辨出较高浓度的阴离子型聚丙烯酰胺水溶液中是否含有未溶解完全的凝块，以防止未溶解的阴离子型聚丙烯酰胺进入絮凝体系。 

发明内容

针对阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂在溶解使用过程中难以准确判断其溶解程度的现状，本发明提出一种目视色差法以准确判断阴离子型聚丙烯酰胺在水中溶解程度的大小，为工业絮凝及絮凝研究中阴离子型聚丙烯酰胺的顺利溶解提供一个行之有效的方法。 

将水溶性的有色无机盐或有机盐或有机酸溶解分散在阴离子型聚丙烯酰胺-水体系中。当该体系中含有未溶解完全的阴离子型聚丙烯酰胺凝块时，由于该凝块内部含水量较低且密集的阴离子型聚丙烯酰胺分子长链对欲进入其内部的有色物质分子的扩散阻力较大，所以水溶性的有色物质不能快速扩散进入该凝块内部，导致凝块的颜色较浅，凝块周围水溶液的颜色较深，形成较大的色差，其色斑的大小用肉眼很容易分辨。在相同条件下凝块色斑体积越小则说明阴离子型聚丙烯酰胺溶解程度越大，反之则越小。使用该目视色差方法可以很容易地掌握不同规格的阴离子型聚丙烯酰胺在水中完全溶解的操作条件。 

图1、图3和图5是未加有色物质的阴离子型聚丙烯酰胺-水体系的照片，图2、图4和图6是加入有色物质的阴离子型聚丙烯酰胺-水体系的照片。图1与图2、图3与图4、图5与图6分别属于染色前后的同一阴离子型聚丙烯酰胺-水体系。从这三个不同的阴离子型聚丙烯酰胺-水体系可明显看出，未加有色物质时阴离子型聚丙烯酰胺是否完全溶解无法判断，见图1、图3和图5，肉眼无法分辨出凝块。加入有色物质后阴离子型聚丙烯酰胺是否完全溶解一目了然，见图2、图4和图6。图2和图4有凝块色斑说明阴离子型聚丙烯酰胺未溶解完全，图4比图2的凝块色斑少，说明图4体系中阴离子型聚丙烯酰胺溶解程度大于图2体系(在其它条件相同的情况下)。图6无凝块色斑说明阴离子型聚丙烯酰胺已完全溶解。