背景及概述[1]
20世纪60年初发展较快的一种有机高分子絮凝剂。英文简称为PAM,国内称为3号絮凝剂。它的分子结构式为[—CH2CH—]nCONH2{{{{KG-1mm}}}},n=2万至9万之间。聚丙烯酰胺是非离子型,水解后成为阴离子型,如与胺基或其他基团共聚,可成为阳离子型。目前市售商品大多是透明胶状液体,近年亦有固体产品。目前水处理用的聚丙烯酰胺一般是阴离子型,即加适量氢氧化钠进行水解,使部分酰胺基变为羧基,水解度的大小与加入氢氧化钠量成正比,从经验知以33%的水解度效果最好。聚丙烯酰胺中含有少量未聚合的丙烯酰胺单体,这种单体具有毒性。因此给水用聚丙烯酰胺需符合卫生学的规格。
应用
聚丙烯酰胺产品作为高分子分散剂或高分子絮凝剂,可以使体系稳定或者是体系中的粒子絮凝沉淀,在水处理、石油开采工业、造纸等领域有着重要的应用;此外,聚丙烯酰胺水凝胶具有较好的组织相容性以及多孔结构,在生物医药行业也有着重要的应用研究。
1. 在水处理中应用
随着人们对环保的日益重视,聚丙烯酰胺产品在水处理领域的消费日益增加。目前,聚丙烯酰胺主要在给水处理与污水处理中作为助凝剂和絮凝剂使用,具有降低絮凝剂的用量,提高废水处理的质量,增加水处理效率,减少水垢的生成,保护处理设备等优点。聚丙烯酰胺处理水质的效果主要受到水温、pH值、搅拌速率和时间等因素的影响。采用冷冻干燥的方法制备了新型多孔阳离子聚丙烯酰胺/氧化石墨烯气凝胶,并将其应用在水溶液中对碱性颜料的吸附进行研究,发现此吸附过程是一个吸热过程,而且溶液的pH值、吸附剂用量、接触时间、温度对吸附效果有较大的影响,当溶液pH值从2.6增加到8.9,吸附率相应地从90%增加到99%,计算最大吸附量可达到1034.3mg/g,此外该吸附系统符合准二级动力学模型。制备多孔磁性聚丙烯酰胺微球,该微球对阳离子颜料的最大吸附量可达到1990mg/g,而且具有较好的再生性,可重复多次利用,具有较好的应用前景。研究聚丙烯酰胺对江河水、水库水、湖泊水等不同水源的絮凝效果,研究发现聚丙烯酰胺对浊度较大的江河水絮凝效果较好;对水的色度、重金属离子处理效果不佳;对湖泊中的藻类植物具有较好絮凝效果;此研究结果对水工作者有一定的参考作用。
2. 在石油开采工业中的应用
我国聚丙烯酰胺产品主要消费在油田化学处理领域。聚丙烯酰