阳离子聚丙烯酰胺的阳离子化度检测方法

（一）测定原理

阳离子度是指阳离子侧基链节的质量占整个大分子链的质量的比例，在应用中主要发挥电中和作用，因此阳离子度的大小直接影响阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）应用性能。

季铵盐型CPAM中始终存在与季铵盐正离子平衡的Cl^-，这些Cl^-可以用硝酸银（AgNO₃）溶液来滴定，从而间接求得阳离子度。因此阳离子化的测定方法通常采用沉淀滴定法。滴定时AgNO₃溶液首先与Cl^-作用生成白色沉淀，当Cl^-全部反应完后，再与铬酸钾（K₂CrO₄）溶液反应，生成铬酸银（Ag₂CrO₄）砖红色沉淀，当溶液变为红色时便为滴定终点。通过AgNO₃的用量确定阳离子单体的量，从而确定CPAM的阳离子度。

对叔胺盐型絮凝剂CPAM，也有推荐胶体滴定法（或称聚电解质滴定法）的，利用一些电荷密度已知且性能比较稳定的阴阳离子聚电解质作为标准液，对被测试样进行电荷测量，属于直接滴定。理论阳离子度为阳离子单体在共聚反应中投料量占共聚体系的百分比，更适合于改进聚合物的制备工艺及聚合产物结构与性能的研究。本文仅对前者进行表述。

（二）仪器及试剂

（1）仪器

a.磁力搅拌器；b.锥形瓶：250mL；c.棕色滴定管：10mL。

（2）试剂

① 0.1mol/L硝酸银标准溶液的配制：包括0.1mol/L AgNO₃溶液的配制和标定。

② 0.1mol/L AgNO₃溶液的配制：称取8.5g AgNO₃，溶于500mL不含Cl^-的水中，将溶液转入棕色细口瓶中，置暗处保存，以减缓因见光而分解的作用。

③ 0.1mo1/L AgNO₃溶液的标定：a.准确称取1.5～1.6g NaCl基准物质于250mL烧杯中，加入100mL水溶解，定量转入250mL容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀。b.准确移取25.00mL NaCl标准溶液于250mL锥形瓶中，加25mL水，1mL 5%K₂CrO₄溶液，在不断摇动下用AgNO₃溶液滴定，至白色沉淀中出现砖红色，即为终点。c.根据NaCl的用量和滴定所消耗的AgNO₃标准溶液体积，计算AgNO₃标准溶液的浓度。平行测定3次。

④ 5%、10%K₂CrO₄指示剂：分别准确称取2.50、5.00g K₂CrO₄于100mL烧杯中，加50mL蒸馏水溶解，倒入试剂瓶中待用。

（三）测定方法

准确称取0.3g（精确至0.0002g）的CPAM固体颗粒，溶于装有150mL蒸馏水的250mL锥形瓶中，搅拌使之完全溶解；加入5滴10%的K₂CrO₄指示剂，在磁力搅拌器下用AgNO₃标准溶液滴定至砖红色时为终点。同时做空白试验。(www.xing528.com)

（四）结果计算

阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度DC按式（7-38）计算：

式中 DC——阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度，%

M_r——阳离子链节DMC和SMC相对平均分子质量（201.6），g/mol

c——AgNO₃标准溶液的浓度，mol/L

w_S——固含量，%

V——样品消耗AgNO₃标准溶液的体积，mL

V₀——空白消耗AgNO₃标准溶液体积，mL

m——样品质量，g

（五）注意事项

① 沉淀滴定法适用于聚合物中有游离的Cl^-的存在，对于不含Cl^-的聚合物，则无法测出。

② 聚合物高分子易卷曲成团，如果溶液浓度较高，溶解不充分，部分高分子链呈团形，滴定时部分Cl^-会被高分子链所包裹，导致了实验测定值偏低，因此实验过程中要将样品充分溶解。