阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂P(AM-DAC)的合成、表征及应用研究

重庆大学
硕士学位论文
阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂P(AM-DAC)的合成、表征及应用研究
姓名：唐雪
申请学位级别：硕士
专业：环境科学
指导教师：郑怀礼
2010-04
摘要
随着我国城市化和工业化进程的加快，淡水资源日益紧张，提高污水处理效率，保护我们赖以生存的淡水资源迫在眉睫。

絮凝法是重要的污水处理方法之一，絮凝剂的种类、性质是絮凝效果好坏的关键因素。

因此絮凝剂研究是实现絮凝处理过程优化的最重要途径。

本文旨在制备分子量高、溶解性好、絮凝性能优异的阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂，对其合成条件和絮凝性能进行研究。

本文采用无机引发剂和偶氮有机引发剂B作为复合引发剂，通过水溶液共聚法制备了丙烯酰胺（AM）和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）的共聚物P(AM-DAC)，优化合成条件为：温度为30℃，无机引发剂用量0.15‰、偶氮有机引发剂B用量0.5‰、单体总质量分数30%、络合剂EDTA用量0.5‰、链转移剂苯甲酸钠用量为0.5‰、阳离子度40%及增溶剂C用量0.2‰。

在该条件下，合成了分子量为1200万，残留丙烯酰胺含量为1.33%，溶解时间为3h的阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)。

红外光谱分析证实了产物的结构。

TGA-DTA分析表明P(AM-DAC)在200℃以上发生热分解，常温下稳定可靠。

初步建立了测定阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)中丙烯酰胺残留量的紫外分光光度分析方法，绘制了丙烯酰胺在无水乙醇-水溶液中的标准曲线。

该标准曲线具有良好的线性关系，在205nm处的线性回归方程为：A=0.134 C AM (mg·L-1)+0.025，回归系数为R=0.9985。

分别测定了阳离子度为30%、40%（未加增溶剂C）、40%（加增溶剂C）和50%的P(AM-DAC)中丙烯酰胺残留量，含量分别为3.15%、1.51%、1.33%和1.12%。

将自制的P(AM-DAC)用于重庆市某污水处理厂重力浓缩池的活性污泥处理，研究了阳离子度和投加量对污泥脱水效果的影响，并综合污泥脱水效果和处理成本两个因素，将自制的P(AM-DAC)与国内污水处理厂常用的四种絮凝剂进行了比较。

污泥脱水实验结果表明：自制的P(AM-DAC)分子量高，阳离子度可调，阳离子度为40％~80％的产品均能取得良好的污泥脱水处理效果，滤液透光率均大于92％，滤饼含水率均低于68％。

优化絮凝条件为：分子量为1200万，阳离子度40%，投加量1.47kg/t dry sludge。

将自制P(AM-DAC)与国内污水处理厂常用絮凝剂进行了污泥脱水对比实验。

自制P(AM-DAC)、日本1#、日本2#、浙江和江苏的产品优化投加量分别为1.47kg/t dry sludge、2.35kg/t dry sludge、2.94kg/t dry sludge、2.35kg/t dry sludge和2.94kg/t dry sludge；滤液透光率分别为96.90％、96.10％、94.90％、94.80%和86.80%；滤饼含水率分别为64.50％、66.63％、68.18％、68.50%和70.5%；处理成本分别为35.28元/吨干污泥、88.83元/吨干污泥、105.84元/吨干污泥、84.60元/吨干污泥和94.08元/吨干污泥。

可见，自制
P(AM-DAC)的污泥脱水效果和处理成本均优于国内污水处理厂常用污泥脱水絮凝剂。

将自制P(AM-DAC)用于含藻污水除藻处理，研究了阳离子度和投加量对除藻效果的影响。

优化絮凝条件为：分子量为1200万，阳离子度40%，P(AM-DAC)投加量3mg/L。

在该条件下拍摄的电子显微镜照片显示藻类聚集成团，由高分子链紧密地连接在一起，形成了大而密实的藻絮体，叶绿素a去除率和浊度去除率分别为99.82%，96.73%。

自制P(AM-DAC) 除藻处理成本为0.072元/m3。

关键词：阳离子聚丙烯酰胺，污泥脱水，除藻，共聚合，絮凝剂
ABSTRACT
With the speeding up of the urbanization and industrialization, the freshwater resources of our country are increasingly tense. To raise the efficiency of wastewater treatment and protect our freshwater resources which we depend upon for survival are extremely urgent. The flocculation is one of the important methods of wastewater treatment. The character and kind of flocculants are key factors which related to the effect of flocculation. Therefore, the study of flocculants is the most important way to achieve the flocculation process optimization. This paper aims to synthesize the anionic and cationic polyacrylamide flocculants with good flocculating performance, and to study the synthetic conditions and flocculating performance.
The high molecular weight cationic polyacrylamide flocculants P(AM-DAC) were synthesized by aqueous solution copolymerization using acrylamide(AM) and acryloyloxyethyltrimethyl ammonium chloride(DAC) as monomers. The polymerization was initiated using compound initiator consist of in azo organic initiator Bnd azo organic initiator B. the optimum conditions of polymerization were obtained as follows：The temperature is 30℃, the mass concentration of inazo organic initiator B is 0.15‰, the mass concentration of total initiator A is 0.5‰, the mass concentration of monomers is 30%, the cationic degree is 40%，the mass concentration of solubilizer C is 0.2‰. Under these conditions, The P(AM-DAC) with molecular weight 12 million was synthesized, the mass concentration of residual AM is 1.33%, the dissolution time is 3h. The structure of P(AM-DAC) was proved by IR analysis. P(AM-DAC) could not be decomposed at room temperature proved by DTA-TGA analysis.
A analytical method based on ultraviolet spectrophotometry was preliminarily developed for the determination of acrylamide residue in cationic polyacrylamide P(AM-DAC). The standard curve of acrylamide in absolute alcohol and water solution was drawn. The standard curve has good linearrelation, the equation of linear regression at 205nm is as follows: A=0.134 C AM (mg·L-1)+0.025, regression coefficient is 0.9985. The acrylamide residue of P(AM-DAC) which cationic degree is 30%, 40%( solubilizer C was not added),40% (solubilizer C was added) and 50% were determined. The mass concentration of residual AM is 3.15%、1.51%、1.33% and 1.12% respectively.
The self-made P(AM-DAC) was used for activated sludge treatment, which is from a
certain sewage treatment works of Chongqing. The effect of dosage and cationic degree on sludge dewatering treatment was studied. Considered the sludge dewatering effect and cost, The self-made P(AM-DAC) and four sludge dewatering flocculants used frequently in domestic sewage treatment works were compared.The results of sludge dewatering experiments were obtained as follows: The self-made P(AM-DAC) has high molecular weight and adjustable cationic degree. Good sludge dewatering results were achieved using self-made P(AM-DAC) with 40%~80% cationic degree, the transmittance of filtrate is higher than 92%, the water content ratio of filter cake is lower than 68%. The optimum conditions of flocculation were obtained as follows：the self-made P(AM-DAC) with molecular weight 12 million and cationic degree 40%, the optimum dosage is 1.47kg/t dry sludge. The results Of sludge dewatering contrastive experiments was obtained as follows: The optimum dosage of self-made P(AM-DAC), product 1# from Japan, product 2# from Japan, product from Zhejiang and product from Jiangsu is respectively 1.47kg/t dry sludge, 2.35kg/t dry sludge, 2.94kg/t dry sludge, 2.35kg/t dry sludge and 2.94kg/t dry sludge; The filtrate transmittance is respectively 96.90％, 96.10％, 94.90％, 94.80% and 86.80%; The water ratio of filter cake is respectively 64.50％, 66.63％, 68.18％, 68.50% and 70.5%; The treatment cost is respectively 35.28 yuan/t dry sludge, 88.83 yuan/t dry sludge, 105.84 yuan/t dry sludge, 84.60 yuan/t dry sludge and 94.08 yuan/t dry sludge. Therefore, the sludge dewatering performance of self-made P(AM-DAC) is better than four flocculants used frequently in domestic sewage treatment works.
The self-made P(AM-DAC) was used for algae removal treatment, the optimum conditions of flocculation were obtained as follows：the self-made P(AM-DAC) with molecular weight 12 million and cationic degree 40%, the optimum dosage is 3mg/L. Under these conditions, The microphotograph of algae was took, the phenomenon that algae have gathered together to form large floccules was shown. The removal rate of chlorophyll a and turbidity is respectively 99.82%, 96.73%. The algae removal treatment cost is 0.072 yuan/m3.
Keywords: Cationic polyacrylamide, Sludge dewatering, Algae removal, Copolymerization，Flocculants
1 绪论
1.1 聚丙烯酰胺的生产和应用现状
聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，简称PAM），是丙烯酰胺(Acrylamide，简称AM)及
其衍生物的均聚物与共聚物的统称，是一种线型水溶性高分子化合物[1]。

因其结构单元
中含有酰胺基，易形成氢键，具有良好的水溶性，易通过接枝或交联得到支链或网状结
构的多种改性物，故成为水溶性高分子中应用最广泛的品种之一，具有“百业助剂”、“万
能产品”之称[2]。

目前，世界上聚丙烯酰胺生产企业主要分布在美国、日本、西欧，其生产能力约占
世界总生产能力的75%[3]。

我国聚丙烯酰胺的生产起步于20世纪60年代，近年来发展
迅速。

到2007年，全国约有200多家聚丙烯酰胺企业，规模较大的约有16家，其产量
约占全国聚丙烯酰胺产量的90%[4,5]。

国外工业化聚丙烯酰胺的聚合工艺技术主要采用
乳液聚合工艺、均聚现场水解工艺、均聚后水解工艺、共聚合工艺和前加碱共水解聚合
工艺。

结合我国的具体情况，我国工业化聚丙烯酰胺的聚合工艺技术主要采用前加碱共
水解聚合工艺和均聚后水解工艺。

我国聚丙烯酰胺产业发展至今，在产能和产品质量等
方面都取得了显著进步，但是仍然存在许多问题。

我国聚丙烯酰胺企业小规模生产厂家
和无牌照作坊数量众多，产品和服务质量相对较差，使市场上的产品良莠不齐，不能形
成规模效应和经济效益，而且生产工艺相对落后，产业结构也不合理，给聚丙烯酰胺行
业的健康发展带来隐忧[4,6]。

各国聚丙烯酰胺的应用结构有所不同，我国的聚丙烯酰胺主要用于采油领域，美国
和西欧的聚丙烯酰胺主要用于水处理，而日本的聚丙烯酰胺则主要用于造纸工业。

2000
年各国聚丙烯酰胺用于水处理的具体比例见表1.1[7]：
表1.1 各国聚丙烯酰胺用于水处理的比例
Table 1.1 Proportion of various countries’ polyacrylamide used in water treatment
国家中国美国西欧日本
比例(%) 9 60 45 29
与国外在水处理领域的应用情况相比，我国聚丙烯酰胺在水处理中的应用比重较低。

近
年来，我国聚丙烯酰胺消费比例在采油领域下降，在水处理领域上升，具体见表1.2[4]。

表1.2 我国聚丙烯酰胺消费结构及预测
Table 1.2 consumption structure and forecast of polyacrylamide in our country
时间油田开采(%) 水处理(%)
2006 78.5 11.0
2007 75.0 11.0
2008 72.9 12.8 2009(预测) 70.6 14.7
2010(预测) 68.1 16.9
可见随着国家环保战略的实施，PAM在水处理方面的需求量正在稳步增长，将有
广阔的应用市场。

我国水资源贫乏，水污染严重，因而保护淡水资源，控制和治理水污染是保证经济
和环境可持续发展的基础。

大量的市政污水和工业废水都需要使用絮凝剂进行絮凝澄清
净化处理。

有机高分子聚丙烯酰胺作为絮凝剂使用，能简单有效地脱除80%~95%的悬
浮物和65%~95%的胶体物质，并能有效地降低水体的化学需氧量。

其对水中的细菌、
病毒去除效果稳定，并使进一步的消毒和杀菌变得较容易。

聚丙烯酰胺絮凝剂占整个絮
凝剂用量的1/2，因此聚丙烯酰胺类絮凝剂在我国水处理方面的应用前景广阔[8]。

1.2 聚丙烯酰胺的聚合方法
实施自由基加聚反应的工艺方法有四种，即本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液
聚合，它们在工业上都有不同程度的应用价值。

对聚丙烯酰胺来说，国内外聚丙烯酰胺
在合成工艺上有较大的差别，国外主要以反相乳液聚合工艺为主，我国绝大多数厂家以
水溶液聚合工艺为主。

聚丙烯酰胺的聚合方法有以下四种[9-11]：
1.2.1 水溶液聚合
水溶液聚合是指将单体和引发剂溶于水中进行聚合反应的方法，是生产聚丙烯酰胺
的传统方法。

采用该方法可制备聚丙烯酰胺胶体和粉状产品。

该方法工艺简单，成本较
低，产品直接应用，不必回收溶剂，因此应用最为广泛。

丙烯酰胺水溶液在适当的温度
下，几乎可以使用所有的自由基引发方式进行聚合，聚合过程遵循一般自由基聚合反应
的规律。

工业上最常用的是引发剂是氧化还原引发剂和热分解引发剂，引发剂种类不同，
聚合产物结构和相对分子质量有明显差异。

常用的引发剂是过硫酸盐/亚硫酸盐，溴酸盐
/亚硫酸盐氧化还原体系和偶氮化合物。

目前国内主要采用锥形可旋转反应釜聚合工艺，
聚合反应釜的容积较大，可达到5000L。

水溶液聚合法具有操作简单，易获得高分子量
的聚合物以及对环境污染少的优点，至今仍是聚丙烯酰胺的主要生产技术。

水溶液聚合具有温度较易控制，引发效率较高，产物分子量较均匀等优点。

但是其聚合速度较慢，导致设备利用率和生产能力较低，且出料较困难等缺点也有待改善。

1.2.2 反相乳液聚合
反相乳液聚合是将水溶性聚丙烯酰胺单体溶于水相，然后借乳化剂作用分散于非极性液体中形成“油包水”（W/O）型乳液而进行聚合的一种工艺方法。

其聚合体系是由单体、水、乳化剂、水溶性引发剂和油性介质几部分组成。

具有散热容易，流动性好，可同时提高聚合反应速率和平均分子量，产品分子量高且溶解性好，适宜大规模生产的优点。

通过这种方法可制备聚丙烯酰胺胶乳和干粉产品，便于应用。

反相乳液聚合方法的难点是乳液或胶乳的稳定性，解决此问题的关键是选择适当的乳化剂。

常用的乳化剂为HLB＝4~6的非离子型表面活性剂，如有机低分子物质或有机高分子物质。

反相乳液聚合反应的聚合物必须从过量的有机溶剂和添加剂中分离出来才能应用，生产成本较高，技术也比较复杂，并且有机溶剂毒性大，对环境污染大。

1.2.3 反相微乳液聚合
所谓微乳液通常是指一种各向同性，清亮透明（或半透明），粒径在8nm～80nm 的热力学稳定的胶体分散体系，通过这种方法制造的水溶性聚合物微胶乳，具有分子量大、反应速度快、粒子均一、稳定性好、速溶等优点[12]。

20世纪80年代初，Candau首次提出反相微乳液聚合，并成功地合成了粒径为40-60nm、分布均匀的PAM微胶乳[13]。

反相微乳液聚合技术由反相乳液聚合发展而来，为丙烯酰胺提供了制备高相对分子质量聚合物的方法。

其胶乳的粒径较小且分布窄，不容易分层，存放稳定性好，聚合速率快。

其微乳液状产物透明且高度稳定[14]。

微乳液聚合还处于研究阶段，但微乳液超强的油水互溶性及独特多变的微观结构，为聚合提供了新的反应环境，具有广阔的发展潜力[15]。

1.2.4 反相悬浮聚合方法
反相悬浮聚合法是以有机溶剂（油相）为分散介质，单体或高分子为水相液滴或粒子，引发剂或催化剂溶解在水相中进行聚合的方法。

是近二十年来发展起来的实现水溶性聚合物工业化生产的理想方法。

该方法聚合时体系黏度低，散热容易，产品分子量较高，质量均匀，纯净。

但是这种合成方法工艺复杂，操作不便，所使用的有机溶剂如二甲苯、四氯乙烯等的毒性大，对环境污染较大。

1.2.5 分散聚合
分散聚合是一种将单体溶于有机溶剂(或水)，引发聚合生成不溶于该溶剂的聚合物，且形成胶态稳定的分散体系的聚合物方式，是20世纪70年代以来发展起来的一种新的聚合方法[16]。

分散聚合既具有乳液聚合反应速度快、分子质量大的特点，又具有溶液聚
合工艺简单、操作方便的优势。

而且分散聚合体系还具有固含量高、表观黏度低、稳定性(放置稳定性、机械稳定性、冻融稳定性)良好、传热方便和分散剂类型可以任意选择等优点。

所得聚合产物溶解速度快，无块状、颗粒状不溶物，不需要提前溶解，可以即用即溶，使用方便。

更重要的是分散聚合法革除了反相乳液聚合工艺中的乳化剂和烃类溶剂，合成工艺环保无污染。

但是目前制备聚丙烯酰胺通常采用醇-水分散体系，成本较高，限制它的工业化应用[17-19]。

1.2.6 其他聚合方法
沉淀聚合法采用适当的溶剂和添加剂，使单体溶于介质中，生成的聚合物不溶于介质中而沉淀下来的一种聚合方法，可直接得到颗粒状产品。

沉淀聚合最大的优点在于聚合完成后，通过简单分离即可得到产物，聚合物纯度高，所用溶剂可回收利用。

但是该法由于溶剂的强链转移作用，难以制得高分子量产品。

还可用γ射线、紫外线、电子束等辐射引发聚合，该方法得到的产品纯度高，但不宜规模化生产[20-22]。

1.3 丙烯酰胺分析方法研究进展
丙烯酰胺是一种白色无味片状晶体，是一种不饱和酰胺，分子量为70.08，熔点85℃，在室温下较稳定，易溶于水、甲醇、乙醇、二甲醚、丙酮、三氯甲烷等溶剂，不溶于苯及庚烷，是一种重要的有机合成原料，可以作为医药、农药、染料和涂料的中间体。

人体容易经消化道、皮肤、肌肉或其他途径吸收丙烯酰胺，广泛分布在血液中，还可经胎盘传送给婴儿，是一种公认的神经毒素和可能致癌物。

国际癌症研究中心将其确定为可能致癌物质[23]。

世界卫生组织《饮用水水质准则》(第二版)规定饮用水中丙烯酰胺不得高于0.5ug/L。

欧盟饮用水水质指令规定饮用水中丙烯酰胺含量不得高于0.1ug/L。

我国《生活饮用水卫生规范》(2006)规定饮用水中丙烯酰胺不得高于0.5ug/L[24]。

1.3.1 丙烯酰胺的毒性
①丙烯酰胺的神经毒性
丙烯酰胺具有中等神经毒性，已经被许多研究所证明[25-28]，能通过未破损的皮肤、粘膜和消化道进入人体，分布于体液当中。

大部分的丙烯酰胺中毒事件与神经毒性有关，但由此产生的周围神经和中枢神经系统损伤的机制尚不清楚。

人接触一定浓度的丙烯酰胺出现的神经毒性反应为感觉和运动失常，其病理表现主要为：四肢麻木、感觉异常、运动失调、感觉迟钝、中脑损伤、乏力、手足多汗、头痛头晕等，伤及小脑时还会出现步履踢珊、四肢震颤、深反射减退等[29-30]。

近年来对丙烯酰胺神经毒性的研究主要集中在其作用机制和神经定位方面，研究成果主要表明丙烯酰胺的神经毒性与氧自由基增多、与其抑制基因表达和脑能量代谢密切相关，是产生神经元损伤的生化基础，可造成
工人周围神经的脱髓鞘作用和轴突的改变[31]。

②丙烯酰胺的生殖发育及遗传毒性
丙烯酰胺可以引起细胞基因改变，具有发育和生殖毒性，其生物累积作用致病率大于染毒时间和染毒方式[32]。

丙烯酰胺具有一定的胚胎毒性，可使新生儿体重减轻和红细胞寿命的减少[33]。

丙烯酰胺可诱导哺乳动物细胞的染色体畸变、微核产生、姐妹染色体交换、多倍体和非整倍体的产生以及其它有丝分裂的紊乱等。

丙烯酰胺还是是生殖细胞致突变剂，可能在基因和染色体水平对生殖细胞产生损伤。

Sickes[34]等研究表明，丙烯酰胺的生殖毒性机制与神经毒性的机制相似。

丙烯酰胺会抑制驱动蛋白样物质的活性，导致细胞有丝分裂和减数分裂障碍，从而引起生殖损伤。

Ghanayem等[35]的研究指出，在丙烯酰胺引起的精子细胞的突变中，细胞色素P4502El起关键作用，由于细胞色素P4502E1在人群中的多态性,导致丙烯酰胺的氧化代谢能力差异，因此不同个体对丙烯酰胺毒性的敏感性也不同。

③丙烯酰胺的致癌作用
近年来，大量研究人员采用动物试验、体外试验、流行病学调查等方法研究了丙烯酰胺的致癌性，研究结果差异较大，对丙烯酰胺致癌作用的确认还存在争议。

大量的动物实验数据表明经口腔、皮肤接触和腹腔吸入丙烯酰胺可引起动物皮肤和肺的肿瘤，证实丙烯酰胺具有一定致癌作用。

该致癌作用主要是由其环氧代谢产物环氧丙烯酰胺形成DNA加合物导致的。

Alunad[36]利用体外转基因鼠胚胎纤维形成细胞分析CⅡ基因，进一步证实了丙烯酰胺的致癌性。

所以研究丙烯酰胺对人体的致癌性至关重要，目前各国学者已经对丙烯酰胺对人体是否致癌进行了大量的研究。

Mucci等[37]从流行病学的角度，采用病例对照研究了瑞典大量癌症患者，对摄取14种丙烯酰胺含量较高食品与癌症之间的关系进行了分析，结果表明癌症患病率与丙烯酰胺消耗量无直接关系。

由于资料不完全，样本较小和同时接触其他化学物质，目前的数据不足以证明丙烯酰胺可以对人致癌。

这就需要通过更多的实验手段、更先进的技术来深入研究。

1.3.2 丙烯酰胺和人体的接触途径[38]
人体接触丙烯酰胺的途径主要通过饮用水、食品、化妆品、美容产品、包装材料、纸和厚纸板(黏合剂)。

①饮用水
饮用水中丙烯酰胺污染的主要来源是使用有丙烯酰胺单体残留的聚丙烯酰胺絮凝剂。

聚丙烯酰胺本身无毒，毒性主要由残留丙烯酰胺单体引起的。

有研究指出，在使用聚丙烯酰胺絮凝剂处理饮用水的河水及自来水中均检测出丙烯酰胺，含量一般低于5μg/L。

因此，世界各国越来越重视聚丙烯酰胺絮凝剂中残留丙烯酰胺的毒性问题，都
制定了严格的控制标准。

通过控制聚丙烯酰胺产品及其剂量的技术要求可限制丙烯酰胺在饮用水中的浓度。

美国饮用水处理用聚丙烯酰胺标准中规定：供水企业必须书面向政府保证，饮用水用聚丙烯酰胺中丙烯酰胺单体的含量必须小于0.05%，投加量必须低于1mg/L。

欧洲饮用水处理用聚丙烯酰胺标准规定：饮用水用聚丙烯酰胺中丙烯酰胺单体的含量必须小于0.025%，投加量必须低于0.4mg/L。

我国饮用水处理用聚丙烯酰胺标准规定：饮用水用聚丙烯酰胺中丙烯酰胺单体的含量必须小于0.05[24]。

②食品
部分淀粉类的食品，经过煎、烤、炸等高温烹调后会产生含量较高的丙烯酰胺（如炸薯片、炸油条和烘烤面包等），且其含量随加工温度的升高而增加，对人类健康存在潜在的危害。

瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学于2002年首次报道了在多种油炸、高温烹饪的食品中发现丙烯酰胺。

迅速引起了人们的重视，随后多国公布了近似的检测结果确认了这一事实[39]。

虽然目前有关食品中丙烯酰胺含量的研究很多，但是均集中在分析检测技术以及丙烯酰胺的毒性研究方面，许多国家尚未制定有关食品中丙烯酰胺的标准限值。

德国消费者健康保护和兽医联合协会建议食品中丙烯酰胺含量限值暂定为
1.0 mg/kg。

③化妆品和美容产品
聚丙烯酰胺是化妆品工业界的重要原料，在全世界范围内被长期并且广泛地使用于数百种护肤品中来达到理想的稠度和触感。

聚丙烯酰胺主要用作稳定剂、发泡剂、结合剂、增稠剂、成膜剂、抗静电剂和头发定型剂。

因为聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺单体聚合而来，所以在化妆品生产过程中，聚丙烯酰胺中会不可避免地带有微量的丙烯酰胺单体残留物。

我国化妆品卫生规范及欧盟化妆品规程[40]中均明确规定化妆品组分禁用丙烯酰胺，限用聚丙烯酰胺，在驻留类护肤产品中丙烯酰胺限值为0.1mg/kg，在其他化妆品产品中丙烯酰胺单体限值为0.5mg/kg。

美国化妆品成分安全委员会(CIR)规定化妆品中可接受的丙烯酰胺残留上限为百万分之五[41]。

使用经过严格的安全测试的正规化妆品是安全的，但许多劣质的化妆品残留丙烯酰胺含量极有可能超标，长期使用，会伤害皮肤和身体。

近年来，世界医学美容业使用聚丙烯酰胺替代硅胶等易产生毒副作用的材料，作为人体软组织填充物应用在美容整形手术上，也可用于医药软膏、药膜和药物载体。

医用聚丙烯酰胺中丙烯酰胺含量一般应低于0.5μg/g[42-43]。

④包装材料等
欧盟、美国和德国等均对与食品或饮用水有直接接触的包装袋(塑料、纸张)作了明确的限定，欧盟规定塑料制品中丙烯酰胺向食品的迁移限量为0.01 mg/kg[44]。

1.3.3 丙烯酰胺分析方法
丙烯酰胺具有神经毒性、生殖毒性、遗传毒性及潜在的致癌性。

在日常生活中，人体与其接触途径多而广泛，频率较高。

因此研究和开发准确度、灵敏度高和适用范围广的丙烯酰胺分析方法至关重要，越来越收到关注。

目前，丙烯酰胺的检测方法主要有溴化-滴定法、紫外分光光度法、毛细管电泳法、气相色谱-ECD检测法、液相色谱-紫外法、高效液相色谱法(HPLC)、毛细管电泳法、离子排斥色谱法、液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)、超高效液相色谱-串联质谱法、气相色谱-串联质谱法等，广泛应用于油炸食品、淀粉类食品、饮用水、生物样品、环境样品、化妆品、医疗用品等样品中丙烯酰胺单体含量的测定[24,45-47]。

①溴化-滴定法
溴化-滴定法测定丙烯酰胺含量的基本原理是：在试样溶液加人过量的溴酸钾-溴化钾溶液，在酸性介质中溴酸钾和溴化钾反应生成的过量的溴与试样中丙烯酰胺的双键加成。

剩余的单质溴用碘化钾置换，再用硫代硫酸钠滴定，然后通过计算可得丙烯酰胺的含量。

该法是测定丙烯酰胺含量的传统方法，只适用于测定样品中除丙烯酰胺外无其他含活性双键的情况。

只适用于测定非离子和阴离子聚丙烯酰胺，且参与单体含量不低于0.5%为宜。

该法设备简单，但是适用范围较小，而且测定时不能剧烈摇动，需避光快速测定，容易产生误差[48-49]。

②紫外分光光度法
紫外分光光度法一般用于测定聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺的含量，该法操作简单、灵敏度高、准确度高，并且乳化剂、引发剂等添加剂和聚丙烯酰胺的存在不会对测定结果产生干扰，适用范围广。

适用于采用水溶液聚合和乳液聚合等方法制备的各种聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺的测定。

齐向前[50]等采用紫外分光光度法，以70%甲醇水溶液为提取剂和溶剂，研究了聚丙烯酰胺和部分水解聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺含量的测定方法,其加标回收率为96.8%~100.8%。

张瑾[51]等采用紫外分光光度法测定聚丙烯酰胺中残余单体丙烯酰胺，丙烯酰胺含量在0~2400μg/L范围内呈良好的线性关系。

用于实际样品测定，取得了满意结果。

杨宏艳[52]采用紫外分光光度法，以乙醇-水溶液作为提取剂和溶剂，在205nm 波长条件下，测定了阳离子度为10%、20%和30%的阳离子聚丙烯酰胺P （AM-DMDAAC）中残留丙烯酰胺的含量，在共聚物中残留丙烯酰胺含量为0.05%~5%的范围内时均可进行准确的测量。

③气相色谱法
气相色谱法是目前常用的一种低成本检测有机化合物的有效方法。

气相色谱法检测。