1.2.2保水性能测试与表征

    (1)按照一定比例将聚合而得的PAM溶液A与高相对分子质量PAM溶液B进行混合，再将混合液稀释成固含量为0.5%的溶液C；

    (2)将上述溶液C中按质量比1.75∶1加入滑石粉，配成一系列浆料D；

    (3)测试步骤：

    在干净玻璃板上平放10层定性滤纸(光面朝上，毛面朝下)，将塑料环擦净，表面尽量不带任何水分；并在塑料环的一侧蒙上纱布，使得浆料中的自由水能被吸走，而不会带出泥浆；

    称取滑石粉50g左右按标准稠度需水量(使PAM溶液的固含量为0.5%)，倒入搅拌容器中，将称取的适量PAM类溶液也倒入搅拌容器中，同时开始计时，停约30s开始搅拌，搅拌30s后，倒入塑料环内。扶塑料环，用玻璃棒捣几下，使其装满塑料环，然后用刮刀将多余料浆刮去。并将装满泥浆的塑料环放在一个玻璃盘中用分析天平准确测定其质量ma；将准备好的塑料环垂直放于定性滤纸之上，分别在10s、20s、1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min时用分析天平测得其准确质量mb。则泥浆损失的水分质量为(mb-ma)；重复上述实验，分别测定不同比例配成的PAM类溶液泥浆的保水性能，并根据所测数据，以横坐标为时间，纵坐标为泥浆损失的水分质量作图，通过它们的曲线来进行保水性能的比较。最后选择其中保水性的PAM类溶液，通过改变其pH值，找出最适合使用的pH值条件。测试过程中保持温度为25℃，并且每次称量完后将塑料环重新放在滤纸的相同位置上。

    2结果与讨论

    2.1高相对分子质量PAM对保水性能的影响

    由文献可知：阳离子PAM与阴离子型聚合物混合，会破坏稳定性，易发生聚沉[8]，由于本实验的低相对分子质量PAM为阴离子型电解质，因此实验中不应采用阳离子型PAM。在相同的泥浆配比(质量比1.75)下，pH值为8～9时，按上述方法对采用不同类型高相对分子质量PAM所配泥浆的保水性能进行了探讨，实验结果如图1所示。

图1不同类型高相对分子质量PAM的浆料随时间变化的失水量

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    图1不同类型高相对分子质量PAM的浆料随时间变化的失水量

    由图1可知，相同时间间隔内高相对分子质量阴离子型PAM，其保水效果明显不如非离子型PAM。这是因为虽然阴离子基团具有很强的水化作用，使得聚合物大分子链得以伸展，并能将自由水变成束缚水，在大分子链周围形成溶剂化层，同时在粘土表面形成大而厚的吸附水化膜，这种水化膜因具有高弹性而起到降阻的作用[9]。而在本实验中，低相对分子质量的PAM也带有大量的羧基，当羧基含量过高时，则分子柔性减弱，同时由于酰胺基比例减少，反而减弱了对粘土的吸附。因为羧酸基这个负电荷基团又会与粘土上的负电荷相斥，阻碍它们互相靠近，自然也就不利于对粘土的吸附，同时也就降低了其保水性能[10]。且在实验中，由其所配浆料的表观黏度可知，在浆料相同配比下，其黏度明显过低，并由于其降阻作用，使得涂料触变性差，在施工中容易出现流挂现象。因此本实验所需的高相对分子质量PAM采用非离子型PAM，其结构单元中含有酰胺基，易形成水分子内和分子间氢键，使PAM水溶液具有很高的黏度，保持泥浆的密度。同时配合引进的具有大量羧基钠的低相对分子质量PAM，两者的协同作用，更能提高体系的综合性能。因为单独使用高相对分子质量的PAM，泥浆的失水量不容易被控制住，而且粘土表面的水化膜也太薄，而低相对分子质量的产品则能更快速地被吸附于粘土表面上，其含有的羧基增强了粘土颗粒表面的负电性与水化膜变厚，使得保水效果优异[7]。