【正文】 和應(yīng)用范圍 一、 絮凝機理 PAM 產(chǎn)生絮凝作用是基于它的兩種特點：長鏈 (線 )狀的分子結(jié)構(gòu)和分子中含有大量 活性基團。 3）堿存在的前提下進行聚合。 2）后水解法：中濃度中加入氫氧化鈉、碳酸鈉溶液水解后干燥。如果反應(yīng)速度太快，會導(dǎo)致分子量過低或形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 3） 單體濃度 單體濃度過高會影響分子之間的接觸，以至總反應(yīng)速度降低。反應(yīng)極限： 60℃。 活性中心的形成 引發(fā)劑活性集團（帶電引發(fā)離子）的形成： 帶電引發(fā)離子與丙烯酰胺作用生成活性中心： 鏈的增長 鏈的終止 1） 重合反應(yīng) 2） 歧化反應(yīng) 3） 活性鏈與引發(fā)劑的游離基碰撞 4）鏈的轉(zhuǎn)移，形成高分子的歧化或交聯(lián) ） 影響聚合反應(yīng)的主要因素 1） 溫度 化學(xué)反應(yīng)速度與溫度成正比。 聚合過程包括活性中心的形成、鏈的增長和鏈的終止。 （ 2）聚合過程 聚合反應(yīng)是指在丙烯酰胺通過 引發(fā)劑引發(fā)與輻射引發(fā) 的情況下進行聚合。生產(chǎn) lt 丙烯酰胺需丙烯腈 750kg、催化劑 1kg。 生化催化法原理極為簡單，選用紅球菌酶為酶種，生化催化劑是浮液，為間歇操作，在 30℃， 下進行，合成丙烯酰胺水溶液濃度為 6％ 35％，反應(yīng) l~5h。而在80 年代開發(fā)的利用生物酶做催化劑的微生物催化法，不僅具有高活性、高選擇性、高收率、低耗能、低成本、丙稀腈反應(yīng)完全、無齊聚物等副產(chǎn)物的優(yōu)點，而且可以在常溫常壓下進行，減少三廢產(chǎn)生。從60年代的硫酸水合法到 70 年代骨架銅為催化劑的催化水合法，前者因為產(chǎn)品純度低、收效低、產(chǎn)生大量的還硫酸鹽和廢液，所以已被淘汰。 第五節(jié) 聚丙烯酰胺的生產(chǎn) 一、化學(xué)反應(yīng)： 聚丙烯酰胺的生產(chǎn)包括兩個過程：丙烯腈水解為丙烯酰胺和丙烯酰胺聚合為聚丙烯酰胺，它主要包括以下兩個有機化學(xué)反應(yīng)： 二、生產(chǎn)工藝 （ 1）水解過程 丙烯晴的水解過程，在聚丙烯酰胺的具體生產(chǎn)過程中，先后采用過 三種催化劑。 目前我國已能生產(chǎn)非離子、水解聚丙烯酰胺，水溶液狀陽離子聚丙烯酰胺，粉狀陽離子聚丙烯酰胺，淀粉 改性陽離子聚丙烯酰胺，磺甲基聚丙烯酰胺，亞甲基聚丙烯酰胺，胺基聚丙烯酰胺，羥甲基聚丙烯酰胺，胺甲基聚丙烯酰胺，水解聚丙烯酰胺等，并按照水溶液，干粉、乳劑等型不同，分子量不同及離子度不同分為許多種牌號。 其它領(lǐng)域，聚丙烯酰胺可用于在紡織、采礦、建筑等方面， 2020 年這些領(lǐng)域共消費聚丙烯酰胺約 萬噸，預(yù)計到 2020 年對聚丙烯酰胺的需求量將達到1萬噸。我國 是紙張生產(chǎn)和消費大國， 2020 年紙和紙板產(chǎn)量達 6500 萬噸，對聚丙烯酰胺的消費量約為 萬噸。隨著我國水污染治理工程建設(shè)的加快，今后聚丙烯酰胺的消費將持續(xù)增加，預(yù)計到 2020年該領(lǐng)域?qū)郾０返男枨罅繉⑦_到約 萬噸。在污水處理中，聚丙烯酰胺已成為絮凝劑的主要品種。 聚丙烯酰胺在水處理中用作絮凝劑，主要包 括在原水處理時與活性炭等配合使用，用于生活水中懸浮顆粒的凝聚、澄清；在污水處理中用作污泥脫水；在工業(yè)水處理中用作一種重要的配方藥劑。 在石油開采方面，由于我國早期開采的油田逐步老齡化，目前大慶油田和勝利油田已大規(guī)模使用聚丙烯酰胺， 2020 年我國石油開采領(lǐng)域消費聚丙烯酰胺約 25 萬噸。 到 2020 年全球需求增長率預(yù)計達到 %/年，拉丁美洲、亞洲、中東和亞太地區(qū)的需求增長最快。隨著聚丙烯酰胺產(chǎn)量的快速增長，出口量呈逐年遞增的趨勢， 20202020 年我國聚丙烯酰胺出口量年均增長率約為 13%， 2020 年出口量達 萬噸。但隨著日本的荒川化學(xué)工業(yè)公司、精工 PMC 公司、播磨化學(xué)公司在中國加大對聚丙烯酰胺生產(chǎn)的投資，預(yù)計未來造紙用聚丙烯酰胺的進口將減少， 2020 年我國聚丙烯酰胺的進口量將約為 2 萬噸。 盡管我國聚丙烯酰胺的產(chǎn)量很大，但是造紙用聚丙烯酰胺的質(zhì)量并不能達到國內(nèi)造紙廠的要求，因此每年國內(nèi)的造紙廠都需要從臺灣、日本等國家和地區(qū)進口大量的聚丙烯酰胺。 2020 年全球約 37％的 PAM 用于給排水處理， 27％用于石油工業(yè)， 18％用于紙漿和造紙工業(yè)。 2020 年聚丙烯酰胺的表觀消費量約為 萬噸。 2020 年我國聚丙烯酰胺的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量分別為 20萬噸 /年和 15萬噸； 2020 年生產(chǎn)能力和產(chǎn)量分別增加到 50 萬噸 /年和 32萬噸。初期生產(chǎn)規(guī)模小，品種少。昌九生化是國內(nèi)最早擁有該技術(shù)的單位，被列入了國家 九五 重點項目。由于該法在工藝上可省去丙烯腈回收、銅分離等工序，可以在常溫常壓下完成，副產(chǎn)物為零，所以大大縮短了工序并減少了投資。 第三代工藝技術(shù)為微生物工程法。 70 年代以后，發(fā)展了以骨架銅為催化劑的丙烯腈催化水合法，采用的是第二代工藝技術(shù)。采用的是丙烯腈硫酸水解法，使丙烯睛在 100 186。濁度高，濃度降低；濁度低，一般可以提高其藥量，但不 改變其濃度為佳）； ②陽離子較陰離子分子量偏低，因而粘度也較陰離子弱，故陽離子配比濃度標(biāo)準(zhǔn)定為 %（同樣可以依據(jù)污水濁度適當(dāng)調(diào)整濃度）。 四、 使用時注意事項 ①配制高分子凝集劑水溶液時在搪瓷、鍍鋅、鋁制或塑料桶內(nèi)進行為佳； ②溶解時應(yīng)注意將產(chǎn)品均勻地慢慢加入帶攪拌，應(yīng)避免結(jié)大團塊；溶液適宜在室溫下配制并應(yīng)避免長時間過劇的機械剪切，以免降低使用效果； ③溶液一般即配即用，盡量避免隔天使用（最多不要超過三天）。這種未完全分散均勻的PAM 溶液的使用效果不好，容易粘附在濾布或設(shè)備的表面上，產(chǎn)生副作用。用這種觀察方法還可以看到 PAM 的溶解是否已完全和均勻一致。 ②用小瓶裝 PAM 溶液，將瓶傾側(cè)使溶液緩慢流下，然后暫停傾瀉，觀察液流末端形成的粘液絲的狀態(tài)。 ①將玻璃棒放入 PAM 溶液中稍為攪拌后輕輕拉起，觀察玻璃棒末端形成的粘液絲的長度。 PAM 溶液的粘度要用專門的儀器測定。測定高分子有機物分子量的一種方法，就是測定一定濃度溶液在一定條件下的粘度，再按一定的公式計算其分子量，稱為“粘均分子量”。粘度的實質(zhì)是反映溶液內(nèi)磨擦力的大小，亦稱為內(nèi)磨擦系數(shù)。分子量越高的 PAM 的溶液粘度越大。國外著名產(chǎn)品的這一數(shù)值低于 %。因此，必須嚴(yán)格控制PAM 產(chǎn)品中的殘余單體含量。聚丙烯酰胺是無毒的，但丙烯酰胺具有一定的毒性。兩者的本質(zhì)不同，不應(yīng)混為一談。但是，由于習(xí)慣的原因，有些人仍將絮凝劑的溶解過程稱為水解。這種 PAM 的使用不方便，且性能較差 (加熱水解必使 PAM 分子量和性能明顯下降 )， 80 年代后已很少使用。使用前要先加 NaOH 加熱，使部分－ CONH2 基水解為－ COONa，反應(yīng)式如下 ： － CONH2 + NaOH －→ － COONa + NH3↑ 水解過程中有氨氣放出。而離子度一般特指陽離子。如果所處理的物料的離子強度較高 (含無機物較多 )，所用 PAM 的離子度宜較高，反之則應(yīng)較低。 高分子有機物的分子量，即使在同一產(chǎn) 品中也不是完全均一的，標(biāo)稱的分子量是它的平均值。通常，分子量高的 PAM 的絮凝性能較好，丙烯酰胺的分子量為 71，含十萬個單體的 PAM 的分子量為 710 萬。 20 世紀(jì) 70 年代應(yīng)用的 PAM，分子量一般為數(shù)百萬； 80 年代以后，多數(shù)高效 PAM 的分子量在 1500 萬以上，有些達到 2020 萬。 ④增稠性： PAM 在中性和酸性條件小均有增稠作用，當(dāng) pH 值在 10 以上 PAM 易水解，呈半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，增稠將更加明顯。 ②粘和性：能通過機械的、物理的、化學(xué)的作用，起粘和作用。用于造紙助劑。在 PH 變化不定的污水系統(tǒng)中。它通過附、物理堵塞等作用堵塞地層孔隙和裂縫，調(diào)整比例，可控制凝膠時間，以適應(yīng)不同地質(zhì)清況。所以兩性離子產(chǎn)品最為理想。 兩性離子型絕非陰離子型、陽離子型的混合。 產(chǎn)品特點 :兩性離子聚丙烯酰胺因分子內(nèi)含陽離子基和陰離子基，它具備了一般陽離子絮凝劑的使用特點外，表現(xiàn)了更優(yōu)異的性能。 應(yīng)用配比濃度：針對不同污水和不同應(yīng)用工藝，通過實驗確定最佳投量以達到最佳效果，先配成一定濃度均勻液體（ %1%）經(jīng)稀釋成稀溶液后使用。 油田化學(xué)品 :如粘土防膨劑 ,油田酸化用稠化劑品等 . 造紙助劑 :陽離子 PAM 紙張增強劑是一種含氨基甲?；乃苄躁栯x子聚合物 ,具有增強、助 留、助濾等功能，可有效地提高紙的強度。有效的 PH 值范圍為 1