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聚丙烯酰胺的主要用途

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聚丙烯酰胺的主要用途

发布日期:2020-04-27 作者: 点击:

聚丙烯酰胺(PAM)分子量高(l03—103),水溶性好,可调节分子量并可以引进各种离子基团以得到特定的性能。低分子量时是分散材料的有效增稠剂或稳定剂,高分子量时则是重要的絮凝剂。它可以制作出亲水而水不溶性的凝胶。它对许多固体表面和溶解物质有良好的粘附力。由于这些性能,PAM因而能广泛应用于絮凝、增稠、减阻、凝胶、粘结、阻垢等领域。自从60年代起,非离子、阴离于、阳离子和两性丙烯酰胺聚合物的工业应用一直稳定增长,这是因为它们具有独特的化学和物理性质。现已广泛用于污水及饮用水处理、造纸、石油开采、矿冶、建材、纺织等行业,以及用于提高石油采收率和用作吸水性树脂油田化学品

1.水处理

我国是一个水资源相当贫乏的地区,平均年水资源总量2.8万亿m3,居世界第六位,但人均占有量只为2710m3,相当于世界人均占有量的1/4,居世界第88位。1992年6月,联合国环境与发展大会通过的“21世纪议程”,提出了可持续发展这一人类共同的发展战略。在这一战略中,环境保护是保证可持续发展的物质基础,而保护水源,控制和治理水污染则是环境保护的重要环节。因而PAM在水处理方面的应用具有特别重要的意义。

聚丙烯酰胺(PAM)的酰胺基(—CONH2)可与许多物质亲和、吸附形成氢键。高分子量PAM在被吸附的粒子间形成“桥联”,使数个甚至数十个粒子连接在一起,生成絮团,加速粒子下沉。这使它成为理想的絮凝剂。PAM絮凝剂主要用来处理上水和各种废水。与传统无机絮凝剂相比较的优点在于:品种多,能适应多种条件,剂量小、效率高、生成的泥渣少,后处理容易。

聚丙烯酰胺是目前世界上应用广、效能高的高分子有机合成絮凝剂,也是我国目前使用多的絮凝剂。聚丙烯酰胺主要以两种形式的商品出售,一种是粉状的,一种是胶体。胶体不易运输,使用也不方便,常用的是粉状产品。聚丙烯酰胺又有阳离子、阴离子及非离子几种类型,适用于不同的用途及不同的絮凝对象。

在应用聚丙烯酰胺之前,都是先将它配成水溶液。一般是将粉状聚丙烯酰胺缓慢地、小批量地倒进搅拌着的冷水中,搅拌的速度不宜太快,以免过度的剪切引起聚合物分子断裂。搅拌只是为了保证聚丙烯酰胺固体立即分散不致粘结成团。聚合物加入的速度也应随着溶液粘度的增大而降低。稍稍提高温度可以稍微增加溶解速度,但温度不宜超过60℃。高分子量的聚丙烯酰胺的溶液高浓度为0.5%,而较低分子量的聚丙烯酰胺,其溶液浓度则可配制为1%或稍高一点。在絮凝处理中,溶液还要再稀释到0.02%以下。配制成聚丙烯酰胺溶液后不宜过长时间地存放,以免变质。

处理饮用水的PAM有严格的质量标准,残余单体含量在0.05%以下,用量在2×10-6以下;用以处理食品工业用水如洗菜洗水果的水,或用于食品用包装纸等方面时,也必须有严格的质量标准,经专门机关批准和保证。

非离于性PAM类絮凝剂由于不带离子型官能团,因此,与阴离子型PAM类絮凝剂相比具有以下特点:絮凝性能受废水pH值和盐类波动的影响小;在中性或碱性条件下,其絮凝效果(沉降速度)不如阴离子型,但在酸性的条件下却优于阴离子型;絮体强度比阴离子型高分子絮凝剂的强。

阳离子型PAM的分子量通常比阴离子型或非离子型的聚合物低,其澄清性能主要是通过电荷中和作用而获得。这类絮凝剂的功能主要是絮凝带负电荷的胶体,具有除浊、脱色等功能,适用于有机胶体含量高的废水,例如染色、造纸、纸浆、食品、水产品加工与发酵等工业废水,以及城市下水处理工艺中的污泥脱水等。城市与工业污水常用活性污泥法处理,生化污泥常常是亲水性很强的胶体,所含水极难脱去,若采用阳离于型PAM类絮凝剂,能收到良好的脱水效果。

阴离子型PAM絮凝剂适用于粒子表面带正电荷的浆体,和阳离子型PAM类絮凝剂相比;阴离子型PAM类絮凝剂分子量较高,而且,由于同一个分子内离子型基团间相互排斥,在水中的分子伸展度比较大,因而具有良好的粒子絮体化性能。它们可有效地用于矿物悬浮液的沉降分离。当所处理的水是pH为中性到碱性的含无机质多的悬浮液时是适用的。例如,在氧化镁熔炼、锌的冶炼、磷酸等生产工艺中,可作为沉降促进剂。在水处理中,除可用于炼铁高炉、铝加工、造纸、河砂砾洗涤等的废水处理外,还应用在城市下水的一级处理中。

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