聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺(PAM)是一种线性的水溶性聚合物,它是水溶性聚合物中应用最为广泛的品种之一,由丙烯酰胺聚合而成,因此在其分子的主链上带有大量的侧基———酰胺基。酰胺基的化学活性很大,可以与多种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺的衍生物。酰胺基的独特之处还在于它能与多种氢键的化合物结合。这样,聚丙烯酰胺不仅具有一系列衍生物,而且具有多种宝贵的性能,如絮凝、增粘(稠)性、表面活性。因此常被用作絮凝剂、混凝剂、过滤助剂等,如2004年全球约37%的PAM用于给排水处理,27%用于石油工业,18%用于纸浆和造纸工业。PAM还可用于食品业、农业灌溉等。
一、PAM物理性质及使用特性
1、物理性质:分子式(CH2CHCONH2)r
结构式(CH2-CH0)n
PAM是一种线型高分子聚合物,它易溶于水,几乎不溶于苯、乙醚、酯类、丙酮等一般有机溶剂,其水溶液几近透明的粘稠液体,属非危险品,无毒,无腐蚀性,固体PAM有吸湿性,吸温性随离子度的增加而增加,PAM热稳定性好,加热到100oC稳定性良好,但在150oC以上时易分解产生氮气,在分子间发生亚胺化作用而不溶于水,密度(克)毫升23oC1.302。玻璃化温度在153oC,PAM在应力作用下表现出非牛顿流动性。
二、PAM的合成及工艺
PAM:由丙烯腈与水在骨架铜催化剂作用下直接反应生成聚丙烯酰胺再经离子交换聚合干燥,等工序即得成品,工艺简介如下:
骨架铜催化剂
1、催化水合CH2=CHCN+H2O 湿 度 CH2=CHCONH2
2、聚合nCH2=CHCONH2-引发剂-CH2CHCONH2
图:PAM工艺流程示意图
三、主要技术指标
技术指标名称 |
PAM 阴离子 |
PAM 非离子 |
PAM 阳离子 |
PAM 复合离子 |
外观 |
白色或微黄色粉末 | |||
粒径,mm |
< 2 | |||
固含量(%) |
≥ 90% | |||
溶速(mim) |
≤ 1.5 | |||
不溶物(%) |
≤ 2 | |||
分子量(万) |
500-2400 |
300-600 |
300-800 |
800-1500 |
水解度(%) |
13--30 |
5--15 |
离子度5-50 |
10--20 |
四、物化性质
易溶于水,几乎不溶于有机溶剂,在中性和碱性介质中呈高聚合物电解质的特征,对盐类电解质敏感,与高价金属离子能交联成不溶性的凝胶体。
◆ 阴离子型聚丙烯酰胺
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阴离子型PAM |
一、 名称
阴离子型聚丙烯酰胺 (简称A-PAM)
二、阴离子聚丙烯酰胺(PAM)主要用途:
阴离子聚丙烯酰胺根据不同用途和用户对产品性能的要求,可选用不同分子量使用。
1)用于工业废水处理,特别是对于悬浮颗粒、较粗、浓度高、粒子带阳电荷,水的PH值为中性工碱性的污水如钢铁厂废水,电镀厂废水,冶金废水,洗煤废水等污水处理效果很好。
2)饮用水处理。我国很多自来水厂的水源自江河泥少及矿物质含量高,比较混浊,虽经过沉淀处理,但仍达不到要求,需要投加絮凝剂,才能使水质变清,很多自来水厂采用无机絮凝剂,但投加量大,造成污泥量增大效果不好,采用阴离子聚丙烯酰胺作絮凝剂,投加量是无机絮凝的50分之一但效果是无机絮凝剂的几倍至几十倍,特别是我公司生产的聚丙烯酰胺,残余单体已达到食品级(小于0.05%),接近国外先进水平,无毒,对处理饮用水更为合适,对于有机物污染严重的江河水和阴离子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。
3)用作淀粉厂及酒精厂的流失淀粉及酒糟的回收。现在很多淀粉厂排出的废水内淀粉很高,排放之后影响环境,浪费资源,投加PAM,使淀粉沉淀,沉淀物经压滤机压滤变成饼类可作饲料,酒精厂大量的酒糟就是采用这种工艺加工的,黑龙江一家亚洲最大的酒精厂就是聚丙烯酰胺作絮凝剂,对酒糟进行回收的而且取得了很大的经济效益。
4)用作油田调剖堵水的堵水剂,三次采油的驱油剂。
5)用作造纸助剂,PAM在造纸方面用途很广泛,可作为长纤维造纸分散剂,干湿增强剂,助留,助滤剂及造纸废水的絮凝剂等。
◆ 阳离子型聚丙烯酰胺
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阳离子型PAM |
一、 名称
阳离子型聚丙烯酰胺 (简称C-PAM)
二、阳离子:聚丙烯酰胺(PAM)
阳离子PAM是由乙稀基阳离子单体和丙稀酰胺共聚而成,国标代号PAM,它是一种线型高分子聚合物,其主要用途:
1)用于污泥脱水根据污泥性质可选用本产品的相应牌号,可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水,脱水时,产生絮团大,不粘滤布,压滤时不散,流泥饼较厚,脱水效率高,泥饼含水率在80%以下。
2)用于生活污水和有机废水的处理,本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性,这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀,澄清很有效。如生产粮食酒精废水,造纸废水,城市污水处理厂的废水,啤酒废水,味精厂废水,制糖废水,有机含量高废水、饲料废水,纺织印染废水等,用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍,因为这类废水普遍带阴电荷。
3)用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂,用量少,效果好,成本低,特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好,它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。
4)造纸用增强剂及其它助剂。
5)用于油田经学助剂,如粘土防膨剂,油田酸化用稠化剂。
非离子型聚丙烯酰胺
一、 名称
非离子型聚丙烯酰胺
二、非离子聚丙烯酰胺(PAM)国标GBI2005.9-92
非离子聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺均聚而成,纯度高,离子化程度低,性能好,用途广,主要用途:
1)主要用于各种改性聚丙烯酰胺的基础原料。如阴离子聚丙烯酰胺,可根据用途选择不同牌号的非离子聚丙烯酰胺作基础原料进行水解而得,曼尼奇阳离子聚丙烯酰胺,最主要的基础原料。
2)纺织工业助剂,添加一些其它化学品可配制成化学浆料,用于纺织品上浆,可以提高粘着性,渗透性和脱浆的性能,使织品具有防静电性,减少上浆率,减少绞浆斑,布机断头率和落物。
3)可用作污水处理剂,当污水显配生悬浮液时采用非离子聚丙烯酰胺,作絮凝剂最为合适,这是PAM起的是吸附架桥作用,使悬浮的粒子产生絮凝沉淀。达到净化水的目的,也可作上水处理,本产品无毒性,尤其是和无机絮凝剂配合使用,在水处理效果最佳。
4)用9.5份PAM加上0.5份NN一甲叉双丙烯酰胺混溶可作为堤坝、地基、遂道等堵水的化学灌浆剂。
5)浆PAM溶成0.3%的浓度加入交联剂,喷洒在沙漠上,固化成膜可防沙,固沙,在治理沙漠上,是一个很重要的方法。
6)PAM的吸湿性很强,它可保持土壤的水份,在干旱的地区,使用PAM进行土壤改良是一个很好的措施。
7)PAM和木质纤维素配合,再加一些化学助剂,可用油田调剖堵水剂。
8)可用作建筑业,建筑胶水,内墙涂料等方面。