1.本发明属于分析化学领域，具体涉及一种快速检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法。
背景技术：2.聚丙烯酰胺(hpam)是一种用途广泛的有机高分子絮凝助剂,主要应用领域包括油田化工助剂、生产和生活污水处理添加、选矿、医药食品添加剂等。而其中聚丙烯酰胺水解度是一个重要的表征hpam产品质量及使用性能的检测指标。如何快速准确测量hpam水解度，将对hpam生产企业评估产品质量以及用户在产品的选型上产生重大的现实意义。
3.现有gb/t 12005.6-1989中阴离子型聚丙烯酰胺水解度检测方法，将盛有100ml蒸馏水的锥形瓶放在磁力搅拌器上，打开电源，调节搅拌转数使液面漩涡深度达1cm左右，将试样缓慢加入锥形瓶中带试样完全溶解后，滴定水解度，而在这一溶解条件下想要完全溶解，溶解时间都要在2h以上。gb/t 12005.6-1989中所用指示剂甲基橙溶液(0.1％)和靛蓝二磺酸钠(0.25％)在滴定终点时存在颜色变化不敏锐，滴定终点出现浅灰色不明显等现象，存在着检测时间长，检测误差难以消除等问题。
4.专利cn101339139a公开了一种测定阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法，提出了一种利用阴离子聚合物与阳离子聚合物间电荷中和反应来测定阴离子型聚丙烯酰胺水解度方法，优点是避免采用酸碱滴定时，因指示剂终点变色不明显带来的检测误差，但是还是存在样品预处理时间过长等问题，阴离子聚合物与阳离子聚合物间电荷中和反应要长达10h，不利于开展快速检测。
5.专利cn105424533a公开了一种高水解度聚丙烯酰胺的水解度测定方法，提出了使用氢氧化钠溶液和hpam聚合物溶液进行反应，使hpam聚合物中羧酸铵基团转化为羧酸钠基团，在这一过程中通过无水酒精萃取，高温灼烧等预处理步骤，转化为无机的碳酸钠进一步求得聚合物的水解度。这一方法也还是存在预处理步骤复杂，中间环节不可控因素多，且预处理时间也长达7～8h。
6.专利cn112881588a公开了一种测定驱油用部分水解聚丙烯酰胺水解度的方法，该方法同样还是酸碱滴定方法测量hpam聚合物的水解度，利用ph值变化来确定滴定终点，滴定终点需要建立ph-v滴定曲线求导数来得到水解度，该方法与预处理过程长，数据处理复杂。
7.因此，如何快速、精确检测阴离子型聚丙烯酰胺的水解度是亟待解决的技术问题。
技术实现要素：8.针对现有阴离子型聚丙烯酰胺水解度检测过程中存在的预处理时间长，滴定终点辨析难的问题，本发明的目的在于提供一种快速检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法，以甲基橙-溴甲酚绿钠为指示剂，在预处理阶段引入超声波和振荡共同作用，有效将hpam聚合物的溶解时间降低到30～40min内，在随后滴定检测中改变混合指示剂种类及浓度，使滴
定终点颜色变化更加敏锐，滴定终点易于判断。
9.本发明的技术方案概述如下：
10.一种快速检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法，包括以下步骤：
11.s1：预处理：将0.025～0.030g阴离子型聚丙烯酰胺加入100ml纯水中，依次以350～450r/min搅拌速度磁力搅拌5～10min，用频率为250～300r/min的振荡器振荡处理5～10min，用功率为600～800w、频率25～90khz的超声波处理15～20min，在其连续作用下促使聚丙烯酰胺粉体快速溶胀、溶解，实现聚丙烯酰胺中羧酸钠盐的充分电离；
12.s2：以甲基橙-溴甲酚绿钠为指示剂，用盐酸标准溶液滴定聚合物溶液，测定水解度；具体方法为：向s1所得阴离子聚丙烯酰胺溶液中分别滴加1滴甲基橙溶液、溴甲酚绿钠溶液，再用盐酸标准溶液进行滴定，当滴定终点出现时，记录消耗的盐酸标准溶液的体积并计算水解度。
13.优选的是，所述振荡处理的振幅为20mm。
14.优选的是，s1中，预处理全过程的温度控制在15～30℃。
15.优选的是，所述甲基橙溶液的质量浓度为0.1％。
16.优选的是，所述溴甲酚绿钠溶液的质量浓度为0.3％。
17.优选的是，s2中，滴定终点出现的鉴别方法为：溶液颜色变化敏锐，出现明显的亮浅灰色，且在0.5min内无变化。
18.本发明的有益效果：
19.1、本发明首次以0.1wt％甲基橙-0.3wt％溴甲酚绿钠为指示剂，相比于现有gb/t 12005.6-1989的检测方法(以0.1wt％甲基橙-0.25wt％靛蓝二磺酸钠为指示剂)，通过改变指示剂的种类及浓度，有效地消除变色不明显带来的滴定误差，使滴定终点颜色变化更加敏锐，滴定终点易于判断；同时，本发明在预处理阶段引入超声波和振荡协同作用，有效缩短hpam聚合物的溶解时间，克服了现有水解度测定方法普遍存在的检测时间过程的问题，对比现有国标检测方法，在确保检测数据准确度和精密度基础上，检测预处理时间由2h～10h缩减至30～40min，实现对水解度的快速准确检测。
20.2、本发明通过磁力搅拌、振荡器振荡、超声波作用连续处理聚丙烯酰胺水溶液，在三者的连续作用下促使聚丙烯酰胺粉体快速溶胀、溶解，实现聚丙烯酰胺中羧酸钠盐的充分电离。其中，磁力搅拌及振荡处理促进聚丙烯酰胺的快速溶胀，为下一步的溶解过程创造条件；超声波处理为阴离子聚丙烯酰胺的充分电离创造了必要条件，聚丙烯酰胺水溶液受到空化效应影响，使液体产生局部高温和高压，同时“空化效应”在聚丙烯酰胺水溶液中形成的气泡破裂后，可以形成强大的冲击波，使溶液湍流加速，超声波还能加强溶液中水溶剂的机械运动，加快热传递这一过程，加快了聚丙烯酰胺溶质的分散过程，也加快了溶解过程，实现聚丙烯酰胺中羧酸钠盐的充分电离，进而加速水解度检测的预处理过程。
附图说明
21.图1为本发明快速检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的预处理方法流程图。
具体实施方式
22.下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书
文字能够据以实施。
23.本发明提供一实施例的快速检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法，包括以下步骤：
24.s1：预处理：15～30℃，将0.025～0.030g阴离子型聚丙烯酰胺加入100ml纯水中，依次以350～450r/min搅拌速度磁力搅拌5～10min，用频率为250～300r/min、振幅为20mm的振荡器振荡处理5～10min，用功率为600～800w、频率25～90khz的超声波处理15～20min，在其连续作用下促使聚丙烯酰胺粉体快速溶胀、溶解，实现聚丙烯酰胺中羧酸钠盐的充分电离；
25.s2：向s1所得阴离子聚丙烯酰胺溶液中分别滴加1滴0.1wt％甲基橙溶液、0.3wt％溴甲酚绿钠溶液，再用盐酸标准溶液进行滴定，当反应体系溶液颜色变化敏锐，出现明显的亮浅灰色，且在0.5min内无变化时，即出现滴定终点，记录此时消耗的盐酸标准溶液的体积并按下列公式计算水解度。
26.水解度计算公式如下：
[0027][0028]
式中：h为水解度％，；
[0029]
c—盐酸标准滴定溶液实际浓度的准确数值，单位为摩尔每升(mol/l)；
[0030]
v—滴定中消耗的盐酸标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升(ml)；
[0031]
m—试样的质量的数值，单位为克(g)；
[0032]
w1—阴离子型聚丙烯酰胺样品的固含量，％，按照gb/t 12005.2-1989测定；
[0033]
0.071——与1.00ml盐酸标准溶液[c(hcl)＝1.000mol/l]相当的以克表示的丙烯酰胺键节的质量；
[0034]
0.023——丙烯酸钠与丙烯酰胺毫摩尔质量之差值。
[0035]
该实施例首次以0.1wt％甲基橙-0.3wt％溴甲酚绿钠为指示剂，相比于现有gb/t 12005.6-1989的检测方法(以0.1wt％甲基橙-0.25wt％靛蓝二磺酸钠为指示剂)，通过改变指示剂的种类及浓度，有效地消除变色不明显带来的滴定误差，使滴定终点颜色变化更加敏锐，滴定终点易于判断；同时，本发明在预处理阶段引入超声波和振荡协同作用，有效缩短hpam聚合物的溶解时间，克服了现有水解度测定方法普遍存在的检测时间过程的问题，对比现有国标检测方法，在确保检测数据准确度和精密度基础上，检测预处理时间由2h～10h缩减至30～40min，实现对水解度的快速准确检测。
[0036]
该实施例通过磁力搅拌、振荡器振荡、超声波作用连续处理聚丙烯酰胺水溶液，在三者的连续作用下促使聚丙烯酰胺粉体快速溶胀、溶解，实现聚丙烯酰胺中羧酸钠盐的充分电离。其中，磁力搅拌及振荡处理促进聚丙烯酰胺的快速溶胀，为下一步的溶解过程创造条件；超声波处理为阴离子聚丙烯酰胺的充分电离创造了必要条件，聚丙烯酰胺水溶液受到空化效应影响，使液体产生局部高温和高压，同时“空化效应”在聚丙烯酰胺水溶液中形成的气泡破裂后，可以形成强大的冲击波，使溶液湍流加速，超声波还能加强溶液中水溶剂的机械运动，加快热传递这一过程，加快了聚丙烯酰胺溶质的分散过程，也加快了溶解过程，实现聚丙烯酰胺中羧酸钠盐的充分电离，进而加速水解度检测的预处理过程。
[0037]
实施例1
[0038]
对安徽天润化学工业股份有限公司生产a556阴离子中水解聚丙烯酰胺进行水解度检测，将同一样品设置成3个平行试验。
[0039]
a556阴离子聚丙酰胺样品按照gb/t 12005.2-1989要求测定样品的固含量，记作w1。
[0040]
a756阴离子聚丙烯酰胺样品的水解度的检测方法包括如下步骤：
[0041]
s1：预处理：25℃，将0.025～0.030g阴离子型聚丙烯酰胺加入100ml纯水中，依次以410r/min搅拌速度磁力搅拌5min，用频率为250r/min、振幅为20mm的振荡器振荡处理5min，用功率为750w、频率55khz的超声波处理15min，在其连续作用下促使聚丙烯酰胺粉体快速溶胀、溶解，实现聚丙烯酰胺中羧酸钠盐的充分电离；
[0042]
s2：向s1所得阴离子聚丙烯酰胺溶液中分别滴加1滴0.1wt％甲基橙溶液、0.3wt％溴甲酚绿钠溶液，再用盐酸标准溶液进行滴定，当反应体系溶液颜色变化敏锐，出现明显的亮浅灰色，且在0.5min内无变化时，即出现滴定终点，记录此时消耗的盐酸标准溶液的体积并按下列公式计算水解度。
[0043]
水解度计算公式如下：
[0044][0045]
式中：h为水解度％，；
[0046]
c—盐酸标准滴定溶液实际浓度的准确数值，单位为摩尔每升(mol/l)；
[0047]
v—滴定中消耗的盐酸标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升(ml)；
[0048]
m—试样的质量的数值，单位为克(g)；
[0049]
w1—阴离子型聚丙烯酰胺样品的固含量，％，按照gb/t 12005.2-1989测定；
[0050]
0.071——与1.00ml盐酸标准溶液[c(hcl)＝1.000mol/l]相当的以克表示的丙烯酰胺键节的质量；
[0051]
0.023——丙烯酸钠与丙烯酰胺毫摩尔质量之差值。
[0052]
水解度检测结果如表1所示：
[0053]
表1
[0054][0055]
对比例1：与实施例1相同，区别在于：s1中，无振荡处理及超声波处理操作，且磁力搅拌时间为2h，具体为：25℃，将0.025～0.030g阴离子型聚丙烯酰胺加入100ml纯水中，以410r/min的搅拌速度磁力搅拌2h。
[0056]
水解度检测结果如表2所示：
[0057][0058]
对比表1和表2可知，相比于对比例1单纯使用磁力搅拌测得的水解度，实施例1通过磁力搅拌结合振荡、超声波协同处理试样的溶液所测得的水解度，在稍提高精度和准确度的前提下，将试验检测时间由2h～10h缩减至30～40min，实现对水解度的快速准确检测。
[0059]
实施例2
[0060]
对安徽天润化学工业股份有限公司生产a556阴离子中水解聚丙烯酰胺进行水解度检测，将同一样品设置成5个平行试验。
[0061]
a556阴离子聚丙酰胺样品按照gb/t 12005.2-1989要求测定样品的固含量，记作w1。
[0062]
a756阴离子聚丙烯酰胺样品的水解度的检测方法包括如下步骤：
[0063]
s1：预处理：30℃，将0.025～0.030g阴离子型聚丙烯酰胺分别加入100ml纯水中，依次以410r/min搅拌速度磁力搅拌10min，用频率为250r/min、振幅为20mm的振荡器振荡处理10min，用功率为750w、频率55khz的超声波处理20min，在其连续作用下促使聚丙烯酰胺粉体快速溶胀、溶解，实现聚丙烯酰胺中羧酸钠盐的充分电离；
[0064]
s2：向s1所得阴离子聚丙烯酰胺溶液中分别滴加1滴0.1wt％甲基橙溶液、0.15～0.35wt％溴甲酚绿钠溶液，再用盐酸标准溶液进行滴定，观察并记录滴定终点现象。
[0065]
试验结果如下表所示：
[0066][0067]
由上表可知，当甲基橙浓度为0.1wt％、溴甲酚绿钠浓度为0.3wt％时，滴加终点明显。
[0068]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限
于特定的细节。
技术特征：1.一种快速检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：预处理：将0.025～0.030g阴离子型聚丙烯酰胺加入100ml纯水中，依次以350～450r/min搅拌速度磁力搅拌5～10min，用频率为250～300r/min的振荡器振荡处理5～10min，用功率为600～800w、频率25～90khz的超声波处理15～20min，得阴离子聚丙烯酰胺溶液；s2：以甲基橙-溴甲酚绿钠为指示剂，用盐酸标准溶液滴定聚合物溶液，测定水解度；具体方法为：向s1所得阴离子聚丙烯酰胺溶液中分别滴加1滴甲基橙溶液、溴甲酚绿钠溶液，再用盐酸标准溶液进行滴定，当滴定终点出现时，记录消耗的盐酸标准溶液的体积并计算水解度。2.根据权利要求1所述的一种快速检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法，其特征在于，所述振荡处理的振幅为20mm。3.根据权利要求1所述的一种快速检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法，其特征在于，s1中，预处理全过程的温度控制在15～30℃。4.根据权利要求1所述的一种快速检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法，其特征在于，所述甲基橙溶液的质量浓度为0.1％。5.根据权利要求1所述的一种快速检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法，其特征在于，所述溴甲酚绿钠溶液的质量浓度为0.3％。6.根据权利要求1所述快速准确检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的预处理方法，其特征在于，s2中，滴定终点出现的鉴别方法为：溶液颜色变化敏锐，出现明显的亮浅灰色，且在0.5min内无变化。
技术总结本发明公开一种快速检测阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法，包括以下步骤：S1：预处理：将0.025～0.030g阴离子型聚丙烯酰胺加入100mL纯水中，依次以350～450r/min搅拌速度磁力搅拌5～10min，用频率为250～300r/min的振荡器振荡处理5～10min，用功率为600～800W、频率25～90KHz的超声波处理15～20min，在其连续作用下促使聚丙烯酰胺粉体快速溶胀、溶解，实现聚丙烯酰胺中羧酸钠盐的充分电离；S2：向S1所得阴离子聚丙烯酰胺溶液中分别滴加1滴甲基橙溶液、溴甲酚绿钠溶液，再用盐酸标准溶液进行滴定，当滴定终点出现时，记录消耗的盐酸标准溶液的体积并计算水解度。对比现有国标检测方法，本发明方法在确保检测数据准确度和精密度基础上，检测预处理时间由2～10h缩减至30～40min，实现对水解度的快速准确检测。实现对水解度的快速准确检测。实现对水解度的快速准确检测。
技术研发人员：刘彭城 焦剑 张弓 汪艳 陈建波 张传银 乔磊磊 李杰
受保护的技术使用者：安徽天润化学工业股份有限公司
技术研发日：2022.05.31
技术公布日：2022/11/1
