陰離子聚丙烯酰胺作造紙分散劑的若干影響因素，涉及到分散劑本身，也涉及到使用時(shí)的具體環(huán)境條件等，從而回答了粉狀陰離子聚丙烯酰胺分散劑從溶解到使用乃至存放當(dāng)中的一些問(wèn)題。
傳統(tǒng)認(rèn)為，分散劑分散纖維的機(jī)理是膠體附著在纖維表面，可以減少摩擦，助于纖維的滑動(dòng)分散，現(xiàn)代理論則進(jìn)一步從流體力學(xué)的角度給以解釋，認(rèn)為長(zhǎng)鏈高分子聚合物的加入改變了纖維懸浮液的流變特性，使其具有較低的雷諾數(shù)，即流動(dòng)狀態(tài)較為有序，亦即纖維隨流體流動(dòng)的能力增強(qiáng)，從而減少了纖維的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也就減少了纖維間相互碰撞而產(chǎn)生的絮聚。
陰離子聚丙烯酰胺是目前普遍使用和較為有效的一種纖維分散劑，它是一種線性有機(jī)高聚物，其水溶液呈膠體狀，有一定的粘度。
多年的應(yīng)用與實(shí)踐使筆者認(rèn)識(shí)到分散液的粘度是影響分散的重要因素，一般說(shuō)來(lái)，粘度越高分散效果越好。因而在文中多次用粘度數(shù)據(jù)進(jìn)行不同產(chǎn)品的比較，文中所用的粘度值是指用涂4#杯測(cè)定時(shí)的秒數(shù)。眾所周知，任何物質(zhì)的粘度都會(huì)隨溫度的變化而變化。文中的粘度值雖不都是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測(cè)定的，但每一組對(duì)比值均是在同一環(huán)境溫度下測(cè)定的，故不失其說(shuō)明問(wèn)題的作用。
1、分子量的影響
80年代初的資料認(rèn)為纖維分散劑應(yīng)選用低分子量產(chǎn)品，但后來(lái)的資料和我們的實(shí)踐均證明高分子量產(chǎn)品好。這里好，是指達(dá)到同樣好的分散程度，成本較低。因?yàn)橥幌盗械漠a(chǎn)品高分子量產(chǎn)品比低分子量產(chǎn)品價(jià)格略高，而性能好得多。情況見(jiàn)表1、表2和表3。
表1不同分子量產(chǎn)品*的粘度及分散效果
| 項(xiàng)目/分子量 | 300萬(wàn) | 600萬(wàn) | |
| 濃度g/l | 0.25 | 14.0s | 15.0s |
| 0.05 | 13.1s | 14.1s | |
| 分散效果 | 較好 | 很好 | |
*產(chǎn)品均為撫順化工六廠生產(chǎn)。
表1說(shuō)明高分量比低分子量產(chǎn)品粘度高，分散效果好。
表2同濃度*下不同分子量產(chǎn)品粘度對(duì)比
| 產(chǎn)地及廠家/分子量 | 分子量（萬(wàn)） | 粘度（s） |
| 撫順化工六廠 | 300 | 14.4 |
| 法國(guó)SNF公司 | 1800 | 32.0 |
*濃度均為0.25g/l。
從表2可見(jiàn)，在相同濃度下分子量高的產(chǎn)品其粘度也相應(yīng)高。
表3同粘度*下不同分子量產(chǎn)品濃度對(duì)比
| 產(chǎn)地及廠家/分子量 | 分子量（萬(wàn)） | 濃度（g/l） |
| 撫順化工六廠 | 300 | 0.05 |
| 法國(guó)SNF公司 | 1800 | 0.0125 |
*粘度均為13s。
表3說(shuō)明達(dá)到相同的粘度（13s）時(shí)，高分子量產(chǎn)品較低分子量產(chǎn)品可大大降低濃度，即減少用量節(jié)約費(fèi)用。
2、水解度的影響
有資料報(bào)導(dǎo)，在一定的水解度范圍內(nèi)高水解度產(chǎn)品的粘度較高。我們?cè)鴮?duì)SNF公司不同水解度的產(chǎn)品進(jìn)行過(guò)對(duì)比，見(jiàn)表4。
表4相同分子量*不同水解度產(chǎn)品粘度對(duì)比
|
濃度（g/l）/水解度（%）/牌號(hào) |
AN-926 | AN-956 |
| 20 | 50 | |
| 0.20 | 22.2s | 39.4s |
| 0.05 | 13.4s | 13.6s |
*分子量均為1800萬(wàn)。
從表4可見(jiàn)水解度高的產(chǎn)品粘度高。
3、水質(zhì)影響
3.1 水澄清度的影響
1993年我們?cè)谙蜢o?？h王口鄉(xiāng)紙廠轉(zhuǎn)讓技術(shù)中發(fā)現(xiàn)分散劑用量相同效果不同，經(jīng)査是水的澄清度不同所致，見(jiàn)表5。
表5水樣的澄清狀況對(duì)粘度及分散效果的影響
| 項(xiàng)目/水樣 | 王口鄉(xiāng)井水 | 天津自來(lái)水 | |
| 水澄清狀況 | 濁 | 清 | |
| 分散液粘度（g/l） | 0.8 | 12.5s | 13.9 |
| 0.4 | 11.8s | 13.5 | |
| 分散效果 | 差 | 好 | |
從表5可見(jiàn)混濁水樣影響了分散劑發(fā)揮作用。分析認(rèn)為是其中一部分起了絮凝作用因而影響了其效果。
3.2 pH值的影響
酸性水溶液對(duì)玻璃纖維具有很好的分散作用；陰離子聚丙烯酰胺水溶液對(duì)合成纖維有很好的分散作用?？墒钱?dāng)我們把兩種分散很好的漿液混合時(shí)，嚴(yán)重的絮聚現(xiàn)象發(fā)生了。這說(shuō)明pH值對(duì)分散劑的作用有很大的影響。
3.3 金屬離子的影響
資料介紹高價(jià)金屬離子如鐵離子、鋁離子是聚丙烯酰胺化學(xué)降解的催化劑。這些離子的混入當(dāng)然會(huì)影響其分散作用，可見(jiàn)采用松香膠施膠的系統(tǒng)不易采用此分散劑，溶解和貯存設(shè)備也應(yīng)當(dāng)避免金屬離子帶入。
4、存放時(shí)間的影響
我們?cè)鴮?duì)使用的粉狀陰離子聚丙烯酰胺進(jìn)行了存放試驗(yàn)，結(jié)果如表6所示。
表6存放*對(duì)分散液粘度的影響
| 存放期（年）/濃度（g/l） | 4 | 2 | 0.4 | 0.1 |
| 0 | 53.8 | 29.8 | 14.8 | 13.1 |
| 2 | 24.3 | 17.8 | 13.8 | 12.8 |
*指溶解前以粉狀存放。
表6說(shuō)明粉狀產(chǎn)品存放時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)發(fā)生降解，而使其水溶液粘度下降。
當(dāng)分散劑溶解于水中形成分散液再進(jìn)行存放，則發(fā)現(xiàn)其降解更快，情況見(jiàn)表7。
表7不同分散液存放70小時(shí)粘度變化情況
| 編號(hào)/項(xiàng)目 | 分子量（萬(wàn)） | 濃度（g/l） | 存放前粘度（秒） | 存放后粘度（秒） |
| 1# | 300 | 0.5 | 16.4 | 16.2 |
| 2# | 1800 | 0.1 | 19.5 | 16.3 |
表7說(shuō)明存放時(shí)間對(duì)液體分散劑影響更大，僅三天就發(fā)生降解，特別是高分子量產(chǎn)品降解嚴(yán)重。
5、溶解問(wèn)題
通常高溫、快速攪拌是促進(jìn)溶解的有效方法，但對(duì)有機(jī)高聚物而言，過(guò)高的溫度和過(guò)大的剪切力則會(huì)使其斷鏈降解，性能下降。正確的溶解方法是常溫水，中速攪拌，緩慢加料。加料速度過(guò)快易形成“魚眼珠”，即外軟內(nèi)硬不利于擴(kuò)散溶解。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是需要先加水后加料。下面表8的實(shí)驗(yàn)很能說(shuō)明問(wèn)題。
表8 不同溶解方法用時(shí)對(duì)比
| 試驗(yàn)號(hào)/項(xiàng)目 | 溶解方法 | 溶解時(shí)間（min） |
| 1 | 先加料后加水 | ＞70 |
| 2 | 先加水后加水 | ＜30 |
通常分子量高較難溶解，溶解之后粘度也較大。但對(duì)于不同廠家和牌號(hào)的產(chǎn)品并非一定如此，表9就能說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。
表9不同產(chǎn)品的溶解*時(shí)間與粘度
| 產(chǎn)品產(chǎn)地/項(xiàng)目 | 溶解時(shí)間（min） | 粘度（s） |
| 日本 | 150 | 18.5 |
| 美國(guó) | 180 | 17.1 |
表9說(shuō)明難溶的未必溶后粘度一定高。
6、剪切對(duì)分散液粘度的影響
對(duì)于已溶解好的分散劑液體同樣應(yīng)回避過(guò)分剪切。為了說(shuō)明問(wèn)題曾用高速組織搗碎機(jī)進(jìn)行過(guò)一組試驗(yàn)，見(jiàn)表10。
表10不同分子量產(chǎn)品耐剪性對(duì)比
| 分子量（萬(wàn)）/剪切時(shí)間（S） | 0 | 30 | 60 |
| 300 | 28.9 | 27.8 | 27.3 |
| 1800 | 29.9 | 12.5 | 11.3 |
表10說(shuō)明剪切確實(shí)可以降低分散液的粘度。分子量高的產(chǎn)品降解更快。這是因?yàn)楦叻肿恿慨a(chǎn)品粘度的由來(lái)是靠聚合度高即鏈長(zhǎng)提供的；低分子量產(chǎn)品則主要靠物質(zhì)的量來(lái)提供。這提示我們，在所采用的分散劑分子量不斷提高的情況下，一定要選擇適宜的溶解工藝與設(shè)備，如采用專門的溶解機(jī)，以更好地發(fā)揮高分子量產(chǎn)品的優(yōu)越性。
7、可稀釋性
表11列出了法國(guó)SNF公司兩種產(chǎn)品的稀釋情況對(duì)比。
表11不同品牌產(chǎn)品可稀釋性比較
| 濃度（g/l）/產(chǎn)品牌號(hào) | FP-36S | AN-926 |
| 0.25 | 27.3 | 29.80 |
| 0.20 | 21.77 | 22.17 |
| 0.10 | 17.18 | 17.73 |
| 0.07 | 16.23 | 15.23 |
| 0.05 | 14.69 | 13.40 |
表11說(shuō)明未必起點(diǎn)粘度高的產(chǎn)品終點(diǎn)粘度一定高，也就是說(shuō)不同牌號(hào)的產(chǎn)品其可稀釋性是不同的。這就提示我們不但要考慮產(chǎn)品的單價(jià)還要考慮可稀釋性，這樣才能選擇出既經(jīng)濟(jì)又有效的產(chǎn)品。
通常分散劑的粘度越大其分散效果越好。上邊也多以粘度對(duì)比說(shuō)明了問(wèn)題，這足以說(shuō)明粘度對(duì)分散效果的重要性。但是不能據(jù)此就認(rèn)為粘度是衡量分散劑的單一尺度。
聚丙烯酰胺是一大類物質(zhì)的總稱，其產(chǎn)品規(guī)格很多，某些粘度大的產(chǎn)品未必適宜作分散劑，在對(duì)不同廠家的產(chǎn)品進(jìn)行比較時(shí)尤其應(yīng)該注意這一點(diǎn)，請(qǐng)參看表12。
表12不同廠家產(chǎn)品粘度及分散效果
| 編號(hào)/項(xiàng)目 | 生產(chǎn)廠 | 粘度（s） | 分散效果 |
| 1# | 撫順化工六廠 | 13 | 好 |
| 2# | 中南化工廠 | 15 | 較差 |
對(duì)表12的結(jié)果筆者分析認(rèn)為當(dāng)纖維種類、漿濃度一定時(shí)，加入了分散劑的系統(tǒng)中，其分散效果除與粘度有關(guān)外，還與電性、電位、液體密度及纖維受力情況等有關(guān)。在諸多因素聯(lián)合起作用的同一體系中，某個(gè)一般情況下的主要因素完全有可能下降為次要因素，而出現(xiàn)所謂的異常情況。
