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鞏義市億洋水處理材料有限公司生產(chǎn)的絮凝劑聚丙烯酰胺PAM具有優(yōu)良的選擇性和適應(yīng)性
PAM具有優(yōu)良的選擇性和適應(yīng)性，是當(dāng)今世界上獲得快速發(fā)展的高科技精細(xì)化工產(chǎn)品，廣泛用于油田注水增調(diào)劑、鉆井低固相不分散泥漿絮凝劑、土壤改良劑、紡織漿料、紙張?jiān)鰪?qiáng)劑、土壤穩(wěn)定劑、纖維糊料、樹脂加工助劑、分散劑，以及用于助沉、洗煤、污水處理、鈾礦瀝取、石油鉆井等。PAM作為新型高分子材料，其應(yīng)用和開發(fā)進(jìn)展很快．已經(jīng)取得令人矚目的成果。
1、油田
自1964年帕依(rye)和桑迪福德提出了在生水中加人少量PAM能降低水的流度后，這種方法在油田中應(yīng)用已有40多年歷史。使PAM和甲醛、亞硫酸氫鈉等水溶液．在相應(yīng)溫度下反應(yīng)，可生成帶磺甲基的產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)表明，在PAM鏈上引入磺酸鹽可改善熱穩(wěn)定性、耐剪切性和低吸附性，使高分子的親水性和抗鹽性大有提高，并提高了產(chǎn)物的耐高價(jià)離子污染的能力。
PAM作為一種多功能添加劑．在鉆井工藝中用于泥漿的增調(diào)劑、穩(wěn)定劑和沉降絮凝制以改進(jìn)泥漿的流變性；能改進(jìn)懸浮顆粒的大小，提高懸浮力，加速原油的過濾、分離。作為土壤結(jié)構(gòu)成型劑，使井壁表面抗沖擊性能提高，鉆井通過啟層時(shí)使不易分散的液漿獲得高效的分離效果。使部分水解均聚丙烯酰胺與甲醛、乙二醛等發(fā)生羥甲基化反應(yīng)而生成側(cè)鏈含甲基的產(chǎn)物，在原油生產(chǎn)中可獲得滿意的效果。
在二次采油時(shí)將PAM注人鹽水中，可提高鹽水的噴射能力，從多孔的巖石表面有效地將原油萃取下來。在水～油乳液中加人PAM，可明顯地降低乳液的粘度。加人貯油池內(nèi)，可降低油池表面的含水量，降低采用成本。在石油開采中，可增加注人水的粘度，避免擊穿油層，提高采油率。在第三次采油中用作增稠劑，增加驅(qū)油能力，提高油床開采效果。在油田領(lǐng)域內(nèi)，更新的陰、陽離子的PAM可用于保護(hù)注人的地下水從啟孔滲透并凝集回收原油，提高油井生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，控制水分向油層摻人。
此外．PAM還用于壓裂液添加劑、潤滑劑、降阻劑等。在油田化學(xué)中，PAM是多用途的添加劑，如鉆井液、洗井液、注水采油及提高采收率等都起著重要的作用。利用PAM線型大分子結(jié)構(gòu)，在湍流狀態(tài)下很容易按流動(dòng)方向取向成長線條狀，抑制湍流發(fā)展。PAM可作為降摩劑的理想材料，在原油的長距離管道輸送中，加人0.lmg／L(原油量) PAM，就能大大地降低原油輸送阻力，從而降低能耗。
2、造紙
PAM在造紙中的應(yīng)用，始于40年前的陰離子型PAM。其后各種改性PAM的快速發(fā)展，尤以AM與其它單體共聚及AM與淀粉的接枝共聚為主。用于造紙助劑，在國外使用量相當(dāng)大。不同分子量的PAM也有它各自不同的用途：分子量(M)1000～10000用于分散劑，可改善紙頁的均勻度；M為50萬~100萬可用做增強(qiáng)劑，能有效提高紙的強(qiáng)度；M為100萬~250萬可用做助留劑、濾水劑、沉降劑，能提高填料和細(xì)小纖維的存留率，加速脫水速度，還可沉淀污水，減少它們?cè)谒械牧魇Я俊?
PAM可作為造紙廠的污水處理劑。處理后廢水可循環(huán)使用，并可嚴(yán)格控制污水中金屬離子的含量。
3、水處理
在工業(yè)用水和污水處理中，首先要對(duì)原水進(jìn)行處理．常使用PAM和無機(jī)凝聚劑配合物，由此大大降低無機(jī)凝聚劑用量，避免無機(jī)凝聚物用量大而堵塞和腐蝕設(shè)備，并防止結(jié)垢。使用37.5份高分子PAM與50份三聚磷酸鈉組成阻垢劑。可使嚴(yán)重結(jié)垢的換熱器基本不結(jié)垢。
PAM作為絮凝劑用改性淀粉進(jìn)行改性后可增加水的結(jié)合量，它是用15份PAM與85份淀粉來制備。
例如使土豆淀粉100kg懸浮在150t的水中(55℃)，用Na2CO3 0.5kg、NaOH 0.3k相混合，在50℃下攪拌2h，然后將淀粉濾出，水洗。調(diào)節(jié)pH值為6.5，再過濾、干燥．最后與PAM 20kg反應(yīng)而成。PAM作為高分子絮凝劑可用于處理乳白色紙漿廢水懸浮物，并使水變?yōu)闊o色透明液，懸浮物濃度降至50mg／L以下。
PAM的分子內(nèi)酰胺基可與許多物質(zhì)親和形成氫鍵。高分子PAM是能吸附微粒的官能團(tuán)線狀高分子化合物。它能像一條長繩一樣將一些微粒吸附在一起形成團(tuán)絮狀，也可加速微粒沉降。高分子PAM能在被吸附的粒子間形成“橋聯(lián)”，其長碳鏈起架橋作用，可通過化學(xué)轉(zhuǎn)化或共聚轉(zhuǎn)變成含有陽、陰、非離子及兩性離子的完整絮凝劑體系，促進(jìn)團(tuán)絮生成，加速微粒沉降。由此使它成為當(dāng)代最重要、最理想的絮凝劑，也是在我國使用量最大的一種高分子絮凝劑。PAM與其它絮凝劑相比，其品種多，規(guī)格齊全．可滿足不同廢水處理的使用要求。其用量少．沉降速度俠，生成泥渣少，后處理簡單。
PAM適用于工業(yè)污水．制糖工業(yè)廢水及化工、石油開采、冶金、煤炭等各行業(yè)的廢水處理。可強(qiáng)化廢水快速實(shí)現(xiàn)固液分離．脫除少最機(jī)械雜質(zhì)，達(dá)到凈化污水的目的。例如用于制糖工業(yè)，能使沉淀速度提高20倍。其分子量越大．絮凝效果越好，一般用量1～15mg／Ｌ。
4、水土保持
在20多年前，美國已成功地將PAM用于土壤結(jié)構(gòu)成型劑。施用少量PAM共聚物，可明顯提高土壤抗風(fēng)蝕和水蝕的能力，較傳統(tǒng)的增強(qiáng)劑(如瀝青)等更為有效。
粉狀PAM具有水溶性，降雨時(shí)可隨水分?jǐn)U散均勻并滲透到土壤孔隙內(nèi)呈飽和。由于PAM具有絮凝性，遇到水中懸浮的土壤顆粒時(shí)，一個(gè)組分可吸附多個(gè)土壤顆粒，而一個(gè)土壤顆粒也能被多個(gè)組分分子吸附，從而產(chǎn)生大的凝絮團(tuán)。這些凝絮團(tuán)，降低了雨滴對(duì)土壤的表面濺蝕力，而分子團(tuán)的作用減少了顆粒的起動(dòng)力。分子團(tuán)的粘性也降低了流體阻力，增加了抗蝕性，加強(qiáng)了土壤顆粒間的相互作用，從而使土壤表而穩(wěn)定。其保水、保土、保肥效果十分明顯，對(duì)水土流失的治理起積極作用。由于PAM的水解度(ＨPAM)可使土壤團(tuán)粒化，改善空氣流通性、水滲透性和保水性，除可作為土壤改良劑、水土保持劑外，也可用于堵漏劑、果樹防凍劑和水呼吸樹脂等。
5、碳纖維增強(qiáng)樹脂
碳纖維增強(qiáng)聚丙烯酰胺樹脂是以合成樹脂聚丙烯酰胺樹脂為基體，加入各種纖維增強(qiáng)而成的高分子復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)塑料在未來合成材料的應(yīng)用中將占主導(dǎo)地位。
6、紡織業(yè)
在紡織工業(yè)中PAM可用于上漿劑、整理劑。使用丙烯酰胺共聚物替代明膠和淀粉用于纖維的漿料．可使纖維具有極好的梳棉性，并明顯降低漿料的消費(fèi)量。
7、浮選分離
PAM作為高效絮凝劑，為其它絮凝劑所不及。在礦物懸浮液中加入HPAM，并在超聲波作用下，會(huì)產(chǎn)生高效絮凝效果。將其用于煤礦的浮選液可加速沉積的凝集，用于采煤可提高開采率，降低能耗。
在赤鐵礦一石英混合物中使用HPAM可進(jìn)行選擇性絮凝，利用HPAM高分子與赤鐵礦粉末的分子表面較強(qiáng)的分子間結(jié)合力，可分離出石英粉末。
將HPAM用于選擇性分離已引起研究者的極大興趣，正在尋求最佳工藝條件以達(dá)到顯著的效果。
1976年日本學(xué)者使用含Ti(OH)４的塊狀PAM經(jīng)粉碎后，曾從海水中提出金屬鈾。
1979年使用Fe(OH)2、En(OH)2等的PAM共聚物吸附Ca、Ni、Cu等金屬離了獲得成功。
1983年中國臺(tái)灣合成了PAM一磷酸鋯樹脂，將其有效地分離Cs、Co、Ce等金屬離子。
1988年日本隨后合成出PAM一磷酸錫樹脂，用于從海水中提取金屬離子
PAM聚丙烯酰胺絮凝劑對(duì)水資源環(huán)境的水處理技術(shù)
如今社會(huì)水資源環(huán)境越來越糟糕。很多水體中的氮磷嚴(yán)重超標(biāo)，水體發(fā)臭，形成水體富營養(yǎng)化。我公司專業(yè)生產(chǎn)水處理藥劑的，公司多年來對(duì)各種水體營養(yǎng)化原因進(jìn)行了實(shí)地的考察和研究，得出的結(jié)果表明造成水體富營養(yǎng)化的氮磷等營養(yǎng)物主要來自于：
對(duì)聚丙烯酰胺的分子量,水解度,離子度,粘度,殘余單體含量等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行講述。
①分子量
PAM的分子量很高，且近年來還有較大提高。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(dá)到2000萬。每一個(gè)這種PAM分子是由十萬個(gè)以上的丙烯酰胺或丙烯酸鈉分子聚合而成(丙烯酰胺的分子量為71，含十萬個(gè)單體的PAM的分子量為710萬)。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(gè)單體的PAM的分子量為710萬。聚丙烯酰胺及其衍生物的分子量從幾十萬到一千萬以上，根據(jù)分子質(zhì)量可分為低分子量（100萬以下）、中分子量（100萬~1000萬）、高分子量（1000萬~1500萬）、超分子量（1500萬以上）。
高分子有機(jī)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。
② 水解度與離子度
PAM的離子度對(duì)它的使用效果有很大影響，但它的適宜數(shù)值需視所處理的物料的種類和性質(zhì)而定，不同情況下會(huì)有不同的最佳值。如果所處理的物料的離子強(qiáng)度較高(含無機(jī)物較多)，所用PAM的離子度宜較高，反之則應(yīng)較低。通常，陰離子度被稱為水解度。而離子度一般特指陽離子。
離子度=n/(m+n)*100%
早期生產(chǎn)的PAM是由丙烯酰胺一種單體聚合而成，原來不含－COONa基團(tuán)。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。PAM中酰胺基團(tuán)水解的比例就稱為PAM的水解度，它即是陰離子度。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。
現(xiàn)代生產(chǎn)的PAM有多種不同陰離子度的產(chǎn)品，用戶可根據(jù)需要和通過實(shí)際試驗(yàn)選用適當(dāng)?shù)钠贩N，不需要再行水解，溶解以后即可使用。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。應(yīng)當(dāng)注意，水解的含義是加水分解，是化學(xué)反應(yīng)，PAM的水解有氨氣放出；而溶解只是物理作用，無化學(xué)反應(yīng)。兩者的本質(zhì)不同，不應(yīng)混為一談。
③殘余單體含量
PAM的殘余單體含量是指在丙烯酰胺聚合為聚丙烯酰胺過程中，未反應(yīng)完全并最終殘留于聚丙烯酰胺產(chǎn)品中的丙烯酰胺單體含量，是衡量是否適用于食品工業(yè)的重要參數(shù)。聚丙烯酰胺是無毒的，但丙烯酰胺具有一定的毒性。在工業(yè)品聚丙烯酰胺中，難免殘留有微量的未聚合的丙烯酰胺單體。因此，必須嚴(yán)格控制PAM產(chǎn)品中的殘余單體含量。國際規(guī)定用于飲用水和食品工業(yè)的PAM中的殘余單體含量不超過0.05%。國外著名產(chǎn)品的這一數(shù)值低于0.03%。
④粘度
PAM 溶液是很粘稠的。分子量越高的PAM的溶液粘度越大。這是因?yàn)镻AM大分子是長而細(xì)的鏈狀體，在溶液中運(yùn)動(dòng)的阻力很大。粘度的實(shí)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)。各種高分子有機(jī)物的溶液的粘度都較高，并隨分子量升高而增大。測定高分子有機(jī)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(jì)算其分子量，稱為“粘均分子量”。
1. 沒有經(jīng)過處理或雖經(jīng)處理但氮磷不達(dá)標(biāo)的出水排入河流，最終進(jìn)入湖泊;
2. 農(nóng)田化肥徑流問題。田中大量的沒有被農(nóng)作物吸收的氮肥、磷肥隨水一起進(jìn)入河流，造成氮磷超標(biāo);
3. 河系兩旁分散的村鎮(zhèn)、農(nóng)村的大量生活水直接排放入河流中。
對(duì)第一個(gè)問題可以加大治理的力度，力求使城市污水廠的出水氮和磷都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放，就要使用聚丙烯酰胺絮凝劑，但是農(nóng)田化肥徑流問題和村鎮(zhèn)、農(nóng)村的生活污水不可能實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的集中建設(shè)，集中處理。怎樣處理好農(nóng)田化肥徑流問題和河系兩旁的村鎮(zhèn)、農(nóng)村的生活污水的排放是解決河流湖泊水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵問題。
但上述的三種污水都要排入河流后進(jìn)入湖泊或主河流，所以有針對(duì)性地對(duì)進(jìn)入湖泊或主河流的支流進(jìn)行治理，確保進(jìn)入湖泊主河流的河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)、不再繼續(xù)污染湖泊主流，以此切斷污染湖泊主河流的源頭。
聚丙烯酰胺絮凝劑液體和固體的作用相同嗎?PAM凈化水之源PAM
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