聚丙烯酰胺是什么

聚丙烯酰胺是什么

　　聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，簡(jiǎn)稱PAM）是一種重要的水溶性高分子聚合物，以下從其基本性質(zhì)、合成方法、分類、性能特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)介紹：

　　基本性質(zhì)

　　化學(xué)結(jié)構(gòu)：聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺單體通過自由基聚合反應(yīng)形成的高分子鏈狀化合物，其分子鏈上含有大量的酰胺基（-CONH?），這些酰胺基具有活潑的化學(xué)性質(zhì)，能與多種物質(zhì)發(fā)生相互作用。

　　外觀形態(tài)：通常為白色粉末或顆粒狀固體，也有制成膠體或乳液形式的。

　　溶解性：易溶于水，幾乎不溶于有機(jī)溶劑，如苯、甲苯、乙醇、丙酮、酯類等，僅在乙二醇、甘油、甲酰胺、乳酸、丙烯酸等少數(shù)溶劑中能溶解1%左右。

　　合成方法

　　水溶液聚合法：這是最常用的方法，將丙烯酰胺單體溶解在水中，加入引發(fā)劑，在一定的溫度和pH條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)。該方法操作簡(jiǎn)單，成本較低，但產(chǎn)物分子量分布較寬。

　　反相乳液聚合法：以油相為連續(xù)相，水相為分散相，將丙烯酰胺單體、引發(fā)劑等溶解在水相中，通過乳化劑的作用形成穩(wěn)定的乳液，然后在一定條件下進(jìn)行聚合。此方法可制備出高分子量、窄分子量分布的聚丙烯酰胺產(chǎn)品。

　　反相懸浮聚合法：將丙烯酰胺單體水溶液以小液滴形式分散在有機(jī)溶劑中，在攪拌和懸浮劑的作用下進(jìn)行聚合反應(yīng)。該方法結(jié)合了水溶液聚合和乳液聚合的優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品性能較好。

　　分類

　　按離子特性分

　　非離子型聚丙烯酰胺（NPAM）：分子鏈上不含離子基團(tuán)，主要依靠分子鏈的纏繞和吸附作用來實(shí)現(xiàn)絮凝、增稠等功能。

　　陰離子型聚丙烯酰胺（APAM）：在分子鏈上引入了羧基（-COO?）等陰離子基團(tuán)，帶有負(fù)電荷，對(duì)水中帶正電荷的懸浮顆粒具有較好的吸附架橋和電中和作用。

　　陽離子型聚丙烯酰胺（CPAM）：分子鏈上含有氨基、季銨基等陽離子基團(tuán)，帶正電荷，對(duì)水中帶負(fù)電荷的膠體顆粒和有機(jī)物有很強(qiáng)的吸附和中和能力。

　　兩性離子型聚丙烯酰胺（AmPAM）：分子鏈上同時(shí)含有陰離子和陽離子基團(tuán)，具有兩性特征，能在較寬的pH范圍內(nèi)使用，對(duì)不同性質(zhì)的懸浮顆粒都有較好的處理效果。

　　按形態(tài)分

　　干粉型：便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，使用時(shí)需先配制成一定濃度的水溶液。

　　膠體型：具有一定的粘度，可直接使用，但儲(chǔ)存穩(wěn)定性相對(duì)較差。

　　乳液型：呈乳液狀態(tài)，分散性好，溶解速度快，但運(yùn)輸成本較高。

　　性能特點(diǎn)

　　絮凝性：能使懸浮物質(zhì)通過電中和、架橋吸附作用起絮凝作用，從而有效地將水中的懸浮顆粒凝聚成較大的絮團(tuán)，便于沉淀或過濾分離。

　　粘合性：能通過機(jī)械的、物理的、化學(xué)的作用，起粘合作用，可用于紙張?jiān)鰪?qiáng)、紡織上漿等領(lǐng)域。

　　降阻性：能有效地降低流體的摩擦阻力，在水中加入微量聚丙烯酰胺就能降阻50—80%，常用于石油開采中的三次采油，提高原油采收率。

　　增稠性：在中性和酸性條件下均有增稠作用，當(dāng)pH值在10以上時(shí)易水解，呈半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，增稠將更明顯，可用于涂料、化妝品等行業(yè)。

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　水處理領(lǐng)域

　　污水處理：在城市污水處理廠和工業(yè)廢水處理中，聚丙烯酰胺可作為絮凝劑，去除污水中的懸浮物、有機(jī)物和重金屬離子等污染物，提高污水處理效果和水質(zhì)。

　　飲用水處理：用于自來水廠的凈化處理，可有效去除水中的微小懸浮顆粒、膠體物質(zhì)和藻類等，保證飲用水的水質(zhì)安全。

　　石油開采領(lǐng)域

　　鉆井液添加劑：作為鉆井液的增稠劑、降濾失劑和流型調(diào)節(jié)劑，能提高鉆井液的性能，防止井壁坍塌，提高鉆井效率。

　　三次采油：通過注入聚丙烯酰胺溶液，調(diào)整油藏的流度比，提高原油的波及系數(shù)和驅(qū)油效率，從而增加原油產(chǎn)量。

　　造紙領(lǐng)域

　　助留助濾劑：可提高紙漿中細(xì)小纖維和填料的留著率，減少流失，同時(shí)改善紙張的濾水性能，提高生產(chǎn)效率。

　　增強(qiáng)劑：與纖維形成氫鍵結(jié)合，增強(qiáng)紙張的干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度，提高紙張的質(zhì)量。

　　選礦領(lǐng)域：在選礦過程中，聚丙烯酰胺可作為浮選劑、絮凝劑和沉降劑，用于礦漿的濃縮、過濾和尾礦的處理，提高選礦回收率和精礦品位。

　　紡織印染領(lǐng)域：在紡織上漿中，聚丙烯酰胺可作為漿料，提高紗線的強(qiáng)度和耐磨性，減少斷頭率；在印染廢水處理中，可作為絮凝劑去除廢水中的染料和懸浮物。