高分子聚丙烯酰胺（PAM)作為增稠劑、絮凝劑 已廣泛應用于石油開采、鉆井、泥漿處理及污水處理 等方面PAM水溶液最令人感興趣的性能是其 流變性，將其加入到驅油水溶液中就是為了增加驅 替液的黏度，從而改善油水流度比，達到提高驅油 效率的目的 。
采用表觀黏度法對流體流變性進行研究，在油 漆、樹脂、化妝品、醫藥、農業以及食品工業等部門， 已十分廣泛，且具有重要意義。關于PAM水溶 液流變性的研究已見報道,但總體上相關研究 較少。為此，通過測定PAM水溶液不同狀態下的表 觀黏度，研究其水溶液的流變學性質,為其多方面應 用提供依據。
1實驗部分
1.1試劑與儀器
聚丙烯酰胺（M >300萬,水解度30%),分析 純。
NDJ4旋轉黏度計；AR2140電子分析天平； HH-S數顯恒溫水浴鍋;98-1磁力攪拌器。
1.2實驗方法
用旋轉黏度計測定聚丙烯酸胺水溶液在不同質 量濃度、剪切速率和溫度下的表觀黏度，除溫度實驗 外，均在20 ^下測定。
剪切時間觸變性的測定采用“剪切-靜置 法” W。以60 r/rain的轉速高速剪切流體30 min, 然后在6 r/min的速度下測定不同時間溶液的表觀
黏度，每隔5 min讀1次數，記錄1 h的讀數。
2結果與討論
2.1質置濃度對聚丙烯酰胺溶液表觀黏度的影響
由圖i可知，在所測濃度范圍內,聚丙烯酰胺水 溶液的表觀黏度在剪切速率為0.05,0.2,1.0 s — 1時 均隨濃度的增加呈線性遞增，相關系數分別為 0.989 1,0.989 1,0.993 3,且剪切速率越小,增加幅 度越大。這是由于質量濃度增加，聚丙烯酰胺高分 子之間的纏繞程度增加,剪切速率越小，纏結點被破 壞的越少的緣故。
2.2剪切速率對聚丙烯酰胺溶液表觀黏度的影響
測定濃度分別為2.0,3.0,4.0 &/L的聚丙烯酰 胺水溶液在剪切速率分別為0. 05，0. 1,0. 2,0. 5, 1條件下的表觀黏度，結果見圖2。
圖2剪切速率與聚丙烯酰胺溶液表觀 黏度的雙對數關系（20 X)
Fig. 2 Effect of shearing speed on the apparent viscosity of PAM solution at 20 X.
由圖2可知，表觀黏度均隨剪切速率的升高而 降低,且隨剪切速率的升高降低趨勢減緩，隨聚丙烯 酰胺水溶液濃度的升高，降低趨勢增加，表現出假塑 性流體的特點。在切應力的作用下,髙分子鏈段的 纏結被拉伸，網狀結構被破壞（或部分破壞），分子 取向一致性趨勢增加；另外，粒子的溶劑化層會發生 變形，致使阻力減小，表現為表觀黏度的下降，故在 相同的剪切速率下，溶液的濃度越高，其分子網狀 結構破壞的越嚴重，黏度下降的幅度就越大。當剪 切速率足夠大時，這些雜亂卷曲分子已經最大限度 伸展和定向排列，表觀黏度也達到了平衡，此時再 增大剪切速率，表觀黏度下降趨勢趨于平緩，甚至不 變[1。]。
由非牛頓流體的流動行為公式7；=奶“可得 到如=誠+(1!-1)18/)。黏度與剪切速率的雙對 數關系呈線性，濃度分別為2.0,3.0,4.0 g/L的聚丙 烯酰胺水溶液的相關系數分別為0.968 1,0.987 6 和0.971 4(圖2),據此可求出其K值分別為61.4, 100.3,134.7 mPa • s°,n 值分別為 0.803,0.767, 0.752。由此可知，稠度系數K隨質量濃度的增加而 增加,n隨K的增加而降低，這與楊菊萍^的研究結 果一致。
2.3溫度對聚丙烯酰胺溶液表觀黏度的影響
測定濃度分別為2.0,3.0,4.0 g/L聚丙烯酰胺 水溶液在溫度分別為25,30,35,40,45 ,50,55,60 t 時的表觀黏度，發現表觀黏度隨溫度的升高而降低。 原因是隨著溫度的升高，溶液中大分子鏈的熱運動 增強，范德華力和氫鍵作用減弱，因此纏結點數目 下降，宏觀表現為表觀黏度的下降。
根據 Arrhenius 公式 ij = Aexp^/Rr)，表觀黏 度的自然對數與溫度的倒數呈線性關系，濃度分別 為2.0,3.0,4.0 g/L的聚丙烯酰胺水溶液的相關系 數分別為0.980 6,0.992 3和0_ 985 8(見圖3),據 此可求出其黏流活化能分別為（10. 48 ±0.60), (10.10±0.36)，（9_45±0,46) kj/mol。由此可見, 在濃度范圍2.0 ~4.0 g/L,聚丙烯酰胺水溶液的黏 流活化能變化不大，約為10 kj/md。
2.4觸變性
觸變性是指在外力作用停止后，體系的黏度或 應力隨時間可逆變化的一種流變學現象。若在外切 力的作用下，體系的黏度隨時間下降，靜止后又恢復 時,即具有時間因素的切稀現象，稱為正觸變性;反 之，若體系黏度上升，靜止后又恢復時，即具有時間 因素的切稠現象.稱為負觸變性。若先后呈現出正 觸變性和負觸變性特征，則稱之為復合觸變性。 20弋、4.0 g/L聚丙烯酰胺水溶液在1 s—1下剪切 0.5 h后，表觀黏度為127.5 mPa _ s;當剪切速率降 到0.01 s — 1，表觀黏度迅速（1 min)恢復為 245 mPa . S，并在1 h內保持不變，表現為明顯的正 觸變性。認為較強剪切力破壞了分子間纏結網狀結 構，使質點定向流動，黏度降低，切力減小，聚丙稀酰 胺分子迅速不斷碰撞并纏結,重新建立網狀結構而 恢復原狀。
3結論
在實驗范圍內，聚丙烯酰胺水溶液為假塑性流 體，其表觀黏度隨濃度的增加呈線性遞增;隨剪切速 率的升高而降低,且兩者的對數值呈線性關系，稠度 系數K隨質量濃度的增加而增加，非牛頓指數n隨 K的增加而降低;溶液表觀黏度隨溫度的升高而降 低，其黏流活化能約為聚丙烯酰胺水溶液表現為明顯的正觸變性。