高分子聚丙烯酰胺（PAM)作为增稠剂、絮凝剂 已广泛应用于石油开采、钻井、泥浆处理及污水处理 等方面PAM水溶液最令人感兴趣的性能是其 流变性，将其加入到驱油水溶液中就是为了增加驱 替液的黏度，从而改善油水流度比，达到提高驱油 效率的目的 。
采用表观黏度法对流体流变性进行研究，在油 漆、树脂、化妆品、医药、农业以及食品工业等部门， 已十分广泛，且具有重要意义。关于PAM水溶 液流变性的研究已见报道,但总体上相关研究 较少。为此，通过测定PAM水溶液不同状态下的表 观黏度，研究其水溶液的流变学性质,为其多方面应 用提供依据。
1实验部分
1.1试剂与仪器
聚丙烯酰胺（M >300万,水解度30%),分析 纯。
NDJ4旋转黏度计；AR2140电子分析天平； HH-S数显恒温水浴锅;98-1磁力搅拌器。
1.2实验方法
用旋转黏度计测定聚丙烯酸胺水溶液在不同质 量浓度、剪切速率和温度下的表观黏度，除温度实验 外，均在20 ^下测定。
剪切时间触变性的测定采用“剪切-静置 法” W。以60 r/rain的转速高速剪切流体30 min, 然后在6 r/min的速度下测定不同时间溶液的表观
黏度，每隔5 min读1次数，记录1 h的读数。
2结果与讨论
2.1质置浓度对聚丙烯酰胺溶液表观黏度的影响
由图i可知，在所测浓度范围内,聚丙烯酰胺水 溶液的表观黏度在剪切速率为0.05,0.2,1.0 s — 1时 均随浓度的增加呈线性递增，相关系数分别为 0.989 1,0.989 1,0.993 3,且剪切速率越小,增加幅 度越大。这是由于质量浓度增加，聚丙烯酰胺高分 子之间的缠绕程度增加,剪切速率越小，缠结点被破 坏的越少的缘故。
2.2剪切速率对聚丙烯酰胺溶液表观黏度的影响
测定浓度分别为2.0,3.0,4.0 &/L的聚丙烯酰 胺水溶液在剪切速率分别为0. 05，0. 1,0. 2,0. 5, 1条件下的表观黏度，结果见图2。
图2剪切速率与聚丙烯酰胺溶液表观 黏度的双对数关系（20 X)
Fig. 2 Effect of shearing speed on the apparent viscosity of PAM solution at 20 X.
由图2可知，表观黏度均随剪切速率的升高而 降低,且随剪切速率的升高降低趋势减缓，随聚丙烯 酰胺水溶液浓度的升高，降低趋势增加，表现出假塑 性流体的特点。在切应力的作用下,髙分子链段的 缠结被拉伸，网状结构被破坏（或部分破坏），分子 取向一致性趋势增加；另外，粒子的溶剂化层会发生 变形，致使阻力减小，表现为表观黏度的下降，故在 相同的剪切速率下，溶液的浓度越高，其分子网状 结构破坏的越严重，黏度下降的幅度就越大。当剪 切速率足够大时，这些杂乱卷曲分子已经最大限度 伸展和定向排列，表观黏度也达到了平衡，此时再 增大剪切速率，表观黏度下降趋势趋于平缓，甚至不 变[1。]。
由非牛顿流体的流动行为公式7；=奶“可得 到如=诚+(1!-1)18/)。黏度与剪切速率的双对 数关系呈线性，浓度分别为2.0,3.0,4.0 g/L的聚丙 烯酰胺水溶液的相关系数分别为0.968 1,0.987 6 和0.971 4(图2),据此可求出其K值分别为61.4, 100.3,134.7 mPa • s°,n 值分别为 0.803,0.767, 0.752。由此可知，稠度系数K随质量浓度的增加而 增加,n随K的增加而降低，这与杨菊萍^的研究结 果一致。
2.3温度对聚丙烯酰胺溶液表观黏度的影响
测定浓度分别为2.0,3.0,4.0 g/L聚丙烯酰胺 水溶液在温度分别为25,30,35,40,45 ,50,55,60 t 时的表观黏度，发现表观黏度随温度的升高而降低。 原因是随着温度的升高，溶液中大分子链的热运动 增强，范德华力和氢键作用减弱，因此缠结点数目 下降，宏观表现为表观黏度的下降。
根据 Arrhenius 公式 ij = Aexp^/Rr)，表观黏 度的自然对数与温度的倒数呈线性关系，浓度分别 为2.0,3.0,4.0 g/L的聚丙烯酰胺水溶液的相关系 数分别为0.980 6,0.992 3和0_ 985 8(见图3),据 此可求出其黏流活化能分别为（10. 48 ±0.60), (10.10±0.36)，（9_45±0,46) kj/mol。由此可见, 在浓度范围2.0 ~4.0 g/L,聚丙烯酰胺水溶液的黏 流活化能变化不大，约为10 kj/md。
2.4触变性
触变性是指在外力作用停止后，体系的黏度或 应力随时间可逆变化的一种流变学现象。若在外切 力的作用下，体系的黏度随时间下降，静止后又恢复 时,即具有时间因素的切稀现象，称为正触变性;反 之，若体系黏度上升，静止后又恢复时，即具有时间 因素的切稠现象.称为负触变性。若先后呈现出正 触变性和负触变性特征，则称之为复合触变性。 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，表观黏度为127.5 mPa _ s;当剪切速率降 到0.01 s — 1，表观黏度迅速（1 min)恢复为 245 mPa . S，并在1 h内保持不变，表现为明显的正 触变性。认为较强剪切力破坏了分子间缠结网状结 构，使质点定向流动，黏度降低，切力减小，聚丙稀酰 胺分子迅速不断碰撞并缠结,重新建立网状结构而 恢复原状。
3结论
在实验范围内，聚丙烯酰胺水溶液为假塑性流 体，其表观黏度随浓度的增加呈线性递增;随剪切速 率的升高而降低,且两者的对数值呈线性关系，稠度 系数K随质量浓度的增加而增加，非牛顿指数n随 K的增加而降低;溶液表观黏度随温度的升高而降 低，其黏流活化能约为聚丙烯酰胺水溶液表现为明显的正触变性。