物理變化過(guò)程及產(chǎn)物特性(在常規加熱溫度下)
當聚丙烯酰胺(PAM)在常規加熱溫度下(如低于其分解溫度),主要發(fā)生物理變化。隨著(zhù)溫度的升高,PAM 分子鏈的熱運動(dòng)加劇。這會(huì )導致溶液中的 PAM 分子鏈逐漸伸展,溶液的黏度發(fā)生變化。例如,在水溶液中加熱聚丙烯酰胺,其溶液的黏度會(huì )先降低,這是因為分子鏈在熱運動(dòng)下變得更加舒展,分子鏈間的纏結減少。
同時(shí),在一定溫度范圍內,加熱可以使 PAM 的溶解性增強。對于一些溶解性稍差的 PAM 產(chǎn)品,適當的加熱有助于其在水中更好地溶解,形成均勻的溶液。這種物理變化過(guò)程中,產(chǎn)物依然主要是聚丙烯酰胺分子,只是分子的狀態(tài)和溶液的性質(zhì)有所改變。
化學(xué)變化過(guò)程及分解產(chǎn)物(在高溫下)
當聚丙烯酰胺被加熱到較高溫度(一般超過(guò) 200 - 300℃,具體取決于其結構和環(huán)境條件)時(shí),會(huì )發(fā)生化學(xué)分解反應。PAM 分子鏈中的酰胺鍵(-CONH?)是主要的反應位點(diǎn)。在高溫下,酰胺鍵會(huì )斷裂,產(chǎn)生氨氣(NH?)和含有不飽和鍵的聚合物碎片。
例如,酰胺鍵斷裂的反應大致如下:,生成的羧酸(-COOH)會(huì )留在分解后的聚合物碎片上。隨著(zhù)溫度繼續升高和反應的進(jìn)行,這些含有不飽和鍵的聚合物碎片會(huì )進(jìn)一步發(fā)生交聯(lián)、碳化等反應。
如果在有氧環(huán)境下加熱,還發(fā)生氧化反應。氧氣會(huì )與分解產(chǎn)生的聚合物碎片和不飽和鍵反應,生成二氧化碳(CO?)、水(H?O)以及一些小分子的有機化合物,如醛、酮等。的產(chǎn)物會(huì )是一個(gè)復雜的混合物,包括氣體(如 NH?、CO?)、液體(如含有小分子有機物的焦油狀物質(zhì))和固體殘渣(碳化后的聚合物)。