摘要：本文對(duì)指示劑法測定聚丙烯酰胺水解度的影響因素進(jìn)行了分析，通過控制滴定過程，可以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。

聚丙烯酰胺(PAM)是一種用途廣泛的水溶性功能高分子，其部分水解產(chǎn)品作為驅(qū)油劑在油田二次生產(chǎn)中具有廣泛應(yīng)用，在其生產(chǎn)工藝中，常常通過在反應(yīng)前后添加NaOH使PAM的部分酰胺基水解，形成羧酸根，水解的酰胺基團(tuán)數(shù)占結(jié)構(gòu)單元總數(shù)的百分比被定義為水解度。

水解度對(duì)聚丙烯酰胺的酸堿性、流變、吸附性質(zhì)有很大影響，為此國家專門制定了水解度測定標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 12005.6-89《部分水解聚丙烯酰胺水解度測定方法》。

一、測定原理

部分水解聚丙烯酰胺是強(qiáng)堿弱酸鹽，它與鹽酸反應(yīng)形成大分子弱酸，體系的pH值由弱堿轉(zhuǎn)變?yōu)槿跛嵝浴?/p>

測定時(shí)需將一定量的聚丙烯酰胺樣品配制成溶液，然后用強(qiáng)酸進(jìn)行滴定，直至溶液PH值達(dá)到預(yù)定值，再通過鹽酸量來計(jì)算出樣品的水解度，該方法認(rèn)為滴定之前所有水解單元都以-COO^-形式存在，體系是堿性，滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液中的-COO^-全部轉(zhuǎn)化為-COOH，即滴定完全，滴定起點(diǎn)和終點(diǎn)PH為定值。

二、試劑和溶液

2.1 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：按GB601配成c(HCl)=0.1mol/L的溶液。

2.2 甲基橙溶液：用蒸餾水配成0.1%的溶液，貯存于棕色滴瓶中，有效期為15d。

2.3 靛藍(lán)二磺酸鈉溶液：用蒸餾水配成0.25%的溶液，貯存于棕色滴瓶中，有效期為15d。

三、儀器

3.1 微量滴定管：容積1mL，最小刻度0.01mL

3.2 錐形瓶：容積250mL

3.3 稱量瓶：直徑20mm，高15mm

3.4 量筒：容積100mL

3.5 電磁攪拌器

3.6 分析天平：感量0.0001g

3.7 真空干燥箱

3.8 1mL移液管

3.9 鐵支架

四、實(shí)驗(yàn)步驟

4.1 固含量測定

4.1.1 取三個(gè)潔凈的稱量瓶，在105±2下干燥至恒重，記錄其質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.0001g。

4.1.2 在已恒重的三個(gè)稱量瓶中，分別稱入0.6-0.8g試樣，準(zhǔn)確至0.0001g。

4.1.3 將稱好試樣的稱量瓶置于105±2，真空度為5300Pa的真空烘箱內(nèi)，加熱干燥5h。

4.1.4 取出稱量瓶，放在干燥器內(nèi)，冷卻30min后稱量，準(zhǔn)確至0.0001g。

4.1.5 固含量計(jì)算

固含量百分?jǐn)?shù)按下式計(jì)算：

s=m/m0×100

式中：

s—試樣固含量，%

m—干燥后試樣質(zhì)量，g

m0—干燥前試樣質(zhì)量，g

將三個(gè)平行試樣測定值修約到小數(shù)點(diǎn)后第二位，取其算術(shù)平均值報(bào)告結(jié)果。

4.2 水解度的測定

4.2.1 試樣溶液的配制

4.2.1.1 用稱量瓶采用減量法稱取0.028-0.032g試樣在稱最紙上，精確至±0.0001g。

4.2.1.2 將盛有100mL蒸餾水的錐形瓶放在電磁攪拌器上，打開電源，調(diào)節(jié)攪拌磁子轉(zhuǎn)數(shù)使液面漩渦深度達(dá)1cm左右，將試樣緩慢加入錐形瓶中。

4.2.3 待試樣完全溶解后，可直接進(jìn)行水解度的測定。

4.2 測定步驟：

4.2.1 用兩支液滴體積比為1：1的1mL移液管向試樣溶液中加入甲基橙和靛藍(lán)二磺酸鈉指示劑各1滴，試樣溶液呈黃綠色。

4.2.2 用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣溶液，溶液由黃綠色變成淺灰色即為滴定終點(diǎn)。記錄下消耗鹽酸溶液的毫升數(shù)。

4.2.3 結(jié)果表示

試樣水解度按下式計(jì)算：

HD=（c×V×71×100）/（1000×m×s-23×c×V）

式中：

HD—水解度，%

c—鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L

V—試樣溶液消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)，mL

m—試樣的質(zhì)量，g

s—試樣的固含量，%

23—丙烯酰鈉與丙烯酰胺鏈節(jié)質(zhì)量的差值。

71一與1.00mL鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)谋０锋湽?jié)的質(zhì)量。

4.2.4每個(gè)試樣至少測定三次，取兩位有效數(shù)字，以算術(shù)平均值報(bào)告結(jié)果。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

5.1.同一樣品測定6次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)上面所述的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)同一樣品進(jìn)行平行測定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1聚丙烯酰胺水解度測定結(jié)果表

樣品名稱	實(shí)驗(yàn)次數(shù)	質(zhì)量，g	滴定體積，ml	水解度，%	備注
聚丙烯酰胺樣品	一次	0.0276	0.848	28	27
		0.03	0.8	24
		0.0275	0.862	29
	二次	0.0271	0.786	27	26
		0.0315	0.824	24
		0.0315	0.9	26

表中數(shù)據(jù)表明，實(shí)驗(yàn)結(jié)果超出標(biāo)準(zhǔn)要求范圍，分析原因是滴定終點(diǎn)判定不準(zhǔn)確。

5.2 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

滴定時(shí)放置滴定終點(diǎn)前的試樣，剛好到滴定終點(diǎn)的試樣，滴定終點(diǎn)過量1滴的試樣，用這二個(gè)試樣作為分析試樣滴定終點(diǎn)的判定依據(jù)。

根據(jù)以上方法，對(duì)樣品進(jìn)行了水解度的測定，測定結(jié)果見表2。

表2改進(jìn)后聚丙烯酰胺水解度測定結(jié)果表

樣品名稱	實(shí)驗(yàn)次數(shù)	質(zhì)量，g	滴定體積，ml	水解度，%	備注
聚丙烯酰胺樣品	一次	0.028	0.818	27	26
		0.03	0.842	26
		0.0292	0.842	27
	二次	0.0278	0.786	26	26
		0.0306	0.854	26
		0.0298	0.886	27

表2數(shù)據(jù)表明，分析結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求值。

六、結(jié)論

6.1 指示劑法測定聚丙烯酰胺水解度方法簡單、便捷。

6.2 分析中嚴(yán)格做好試樣滴定終點(diǎn)參比樣的工作，可以確保分析結(jié)果準(zhǔn)確。