聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺

第一节基本介绍

聚丙烯酰胺（英文缩写为PAM），是丙烯酰胺单体（acrylamide，简称AM）及其衍生物在引发剂的作用下的均聚物的统称，是一种线形高分子聚合物，易溶于水，几乎不溶于苯、乙醚、脂类、丙酮等一般有机溶剂。可用做助凝剂、驻留剂、污泥脱水剂以及凝聚沉降剂等，有“百业助剂”之称。它能通过吸附污水中的悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中的使粒子凝聚形成大的絮凝物，而得到分离、澄清的效果，进而提高作业效率，降低操作成本。

无色、无味、无嗅，没有腐蚀性。在常温下比较稳定，高温、冰冻时易降解，并降低絮凝效果。故其贮存与配置投加时，温度不得超过65℃，室内温度不得低于2℃。聚丙烯酰胺为我公司的主要产品。

PAM分为干粉和胶体两种，干粉为白色或灰色粉末，胶体为浅黄色，必须先溶解后才能应用，因此必须制备具有良好溶解性的PAM。

PAM结构可分为阴离子型、阳离子型，两性离子型和非离子型，粉状含固量大于90％．分子量为50万~2300万；胶体含固量(8±0.2)％。

PAM外观为硬玻璃状的固体。由于PAM通过-CONH2键缔合．使得链间分离困难，因此具有高的玻璃化温度，一般大于200ºC。减弱分子间的缔合．则PAM玻璃化温度有所降低，PAM溶解速度增加。由于PAM只有完全自由时才能进入溶液，在溶解时，E受其它分子链作用和缠绕点增多，使其降低了溶解速

度。在加入低分子酰胺化合物(如尿素)后能削弱pAM的链间缔合。从而改善PAM 的溶解性。此外，尿素还有抑制产品交联和提高PAM分子量等作用。

为了制备高分子量和具有优异溶解性的PAM，可以将PAM制成改性产品。例如使乙烯基单体和(甲基)丙烯酰胺共聚水解，使N，N’-二甲胺基丙基丙烯酰胺碳酸盐和丙烯酰胺共聚，水解制成两性聚丙烯酰胺。在强酸和强碱溶液中．两性高聚物上存在大量净电荷,分子链扩展，其行为与阳离子或阴离子聚电解质相似。表现出良好的水溶性。

PAM在50~60℃下溶于水，水解度为5-35，也溶于乙酸、丙酸、氯乙酸、乙二醇、甘油、胺等有机溶剂。PAM的溶解可在适度水解下进行．水解度越大越易溶解。

由于双键和酰胺基的作用，在聚合过程中，酰胺基的水解、酰化、溶剂化、缔合和生成烯醇都有可能发生。链自由基的链转移产生支链，使PAM高分子结构中包含支链和亚胺桥为主的交联结构。交联适度则分子量高且易溶解，交联多则产物不溶。

PAM在大于120℃下容易分解，在210 ºC无氧条件下，PAM中的酰胺基脱水转变为氰基．在500 ºC下PAM炭化为黑色粉末。PAM分子中的酰胺基具有很高的活性，包括增稠、絮凝和降阻等多功能。

PAM本身无毒，服用后，因动物的肠胃粘膜对营养的吸收被粘阻而有害。PAM中残留的单体丙烯酰胺AM有毒。对于油田使用与污水处理，残余单体允许残留量为1％；应用于水净化、蔗糖汁澄清与食品等及与食物接触的纸张，PAM 中的AM应在0.05％以下。

第二节聚丙烯酰胺的分类

一、阴离子聚丙烯酰胺

结构式：

产品特性：

阴离子聚丙烯酰胺（APAM、HPAM）外观为白色粉粒，分子量从400万到2500万,水解度0~100%。水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。有效的PH值范围为7到14，在中性碱性介质中呈高聚合物电解质的特性，与盐类电解质敏感，与高价金属离子能交联成不溶性凝胶体。

1.阴离子高分子絮凝剂主要用于处理以无机物固体为主的中性悬浮物。通过高分子长链条把污水中的许多悬浮颗粒或油珠吸附后缠在一起而形成架桥，絮凝效果非常好，在油田、矿山、钢厂、造纸等领域广泛应用。用作絮凝时，通常与铝盐配合使用。

2.在城市和工业废水处理中，用于提高废水中悬浮固体、BOD 和磷酸盐的去处效果。在初级废水沉淀池中投加0.25mg/L水解聚丙烯酰胺，悬浮物和BOD的去除率则可分别提高至66﹪和23﹪；在二级废水处理沉淀池中加入0.3mg/L的阴离子絮凝剂，悬浮固体和BOD的去除率则可分别提高至87﹪和91﹪，而除磷效果由原来的35﹪提高至91﹪

3.对不同的悬浮固体离子的水悬浮液应用不同水解度的PAM来处理，也就是说，对水解度一定的PAM，他可能对水中某些悬浮粒子的絮凝效力比对其

它一些水中悬浮粒子的絮凝效力更大，即不同的水解度，对水中悬浮粒子具有选择性絮凝效能.一般PAM的水解度控制在15%-30%之间。

用途：

工业废水处理：对于悬浮颗粒，浓度高、粒子带阳电荷，水的PH值为中性或碱性的污水，冶金、选矿、洗煤、电镀、铝加工、造纸、电厂用水、河沙砾洗涤等废水处理。还应用在城市下水的一级处理中。常与无机絮凝剂配合使用。

饮用水处理：我国很多自来水厂的水源来自江河，泥沙及矿物质含量高，比较浑浊，虽经过沉淀过滤，仍不能达到要求，需要投加絮凝剂，投加量是无机絮凝剂的1/50，但效果是无机絮凝剂的几倍。食品级聚丙烯酰胺，要求残余单体很低。对于有机物污染严重的江河水可采用无机絮凝剂和阳离子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。

淀粉厂及酒精厂的流失淀粉酒糟的回收：现在很多淀粉厂的废水内含淀粉很多，现投加阴离子聚丙烯酰胺，使淀粉微粒絮凝沉淀，然后将沉淀物经压滤机压滤变成饼状，可作饲料，酒精厂的酒精也可采用阴离子聚丙烯酰胺脱水，压滤进行回收。

油田：在石油开采方面，聚丙烯酰胺可用作钻井泥浆的增稠剂、稳定剂和沉降絮凝剂；在三次采油中加入聚丙烯酰胺，可增加驱油能力，提高采收率；另外还可用作压裂液添加剂，缓速剂、水油比例控制剂、堵水剂等。

使用方法：

用于污水沉降中，建议配比浓度0.1%,先将粉剂均匀地投撒在自来水中,加以

40-60分钟的中速搅拌使高分子充分溶解于水,方可投加使用,也可用水胶水厂,涂料厂做增稠剂.造纸厂做分散剂(选用高分子量性)试用范围:钢铁、化纤、印染、电镀等（低分子量性）。

二、非离子聚丙烯酰胺

结构式：

产品形态：

非离子聚丙烯酰胺（NPAM）外观为白色粉粒。分子量从400万到1200万。

产品性能

絮凝效果非常好，用于各类污水处理，其特点是：其絮凝性能受废水PH 值和盐类的影响小，絮体强度高于阴离子型絮凝剂，尤其在酸性废水处理中，效果忧于阴离子型。在油田含油污水处理中，通常与无机絮凝剂配合使用。

产品用途:

污水处理剂:当悬浮性污水显酸性时,采用非离子聚丙烯酰胺作絮凝剂较为