聚丙烯酰胺
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聚丙烯酰胺1、定义丙烯酰胺聚合物是丙烯酰胺的均聚物及其共聚物的统称。
工业上凡是含有50%以上的丙烯酰胺(AM)单体结构单元的聚合物,都泛称聚丙烯酰胺。
其他单体结构单元含量不足5%的通常都视为聚丙烯酰胺的均聚物。
聚丙烯酰胺,polyacrylamide(PAM),CAS RN:[9003-05-8],结构式为:n是聚合度。
n的范围很宽,数量级为102~105,相应的相对分子质量由几千到上千万。
分子量是PAM的最重要参数。
按其值得大小有低分子量(<100×104)、中等分子量(100×104~1000×104)、高分子量(1000×104~1500×104)和超高分子量(>1700×104)四种。
不同分子量范围的PAM有不同的使用性质和用途。
2、分类聚丙烯酰胺按在水溶液中的电离性可分为非离子型、阴离子型、阳离子型、两性型。
非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)的分子链上不带可电离基团,在水中不电离;阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)的分子链上带有可电离的负电荷基团,在水中可电离成聚阴离子和小的阳离子;阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)的分子链上带有可电离的正电荷基团,在水中可电离成聚阳离子和小的阴离子;两性的聚丙烯酰胺(AmPAM或ZPAM)的分子链上则同时带有可电离的负电荷基团和正电荷基团,在水中能电离成聚阴离子和聚阳离子,ZPAM的电性依溶液体系的PH值和何种类型的电荷基团多寡而定。
PAM的电性称谓和所带的电荷基团解离后的电性称谓相同。
按照聚合物分子链的几何形状可把PAM分为线型、支化型和交联型。
PAM分子链的形状一般是线型结构。
但是在丙烯酰胺自由基聚合反应的过程中会发生链转移反应。
3、聚丙烯酰胺的结构和性质PAM在结构上的最基本的特点是:(1)分子链具有柔顺性和分子形状(即构象)的易变性。
(2)分子链上具有和丙烯酰胺单元数相同的侧基---酰胺基,而酰胺基具有高极性、易形成氢键和高反应活性。
详细讲解聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺(PAM)是一种由丙烯酰胺单体聚合而成的合成高分子聚合物。
它是一种白色或微黄色的粉末,具有絮凝、增稠、降阻、分散等多种性能,被广泛应用于水处理、造纸、石油、煤炭、冶金、农业等领域。
一、聚丙烯酰胺的结构与性质聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺单体通过自由基聚合反应生成的,其分子链由酰胺基团和丙烯基团组成。
酰胺基团具有极性,可以与水分子形成氢键,从而具有较好的水溶性。
丙烯基团则具有疏水性,可以与有机物发生作用。
这种特殊的结构使得聚丙烯酰胺在水处理、造纸等行业中具有广泛的应用。
二、聚丙烯酰胺的应用领域1. 水处理:聚丙烯酰胺被广泛应用于水处理领域,包括污水处理、污泥脱水、饮用水处理等。
它具有较好的絮凝性能,能够有效地去除水中的悬浮物和有机物,提高水质。
同时,聚丙烯酰胺还可以作为增稠剂和降阻剂,提高水处理的效率和效果。
2. 造纸:聚丙烯酰胺在造纸行业中被用作纸张增强剂、助留剂、助滤剂等。
它能够提高纸张的强度、改善纸张的外观质量,同时还可以提高纸浆的过滤效率和降低能耗。
3. 石油、煤炭:聚丙烯酰胺在石油、煤炭行业中被用作浮选剂、降尘剂等。
它能够提高矿物的浮选效率和分离效果,同时还可以降低粉尘的排放。
4. 冶金:聚丙烯酰胺在冶金行业中被用作悬浮剂、稳定剂等。
它能够提高金属的提取率和冶炼效率,同时还可以改善金属的纯度和外观质量。
5. 农业:聚丙烯酰胺在农业中也有广泛应用,如土壤改良剂、农药增效剂等。
它能够改善土壤的结构和性质,提高农作物的产量和质量,同时还可以提高农药的渗透性和附着性,降低农药的使用量。
三、聚丙烯酰胺的制备与生产聚丙烯酰胺的制备方法主要包括自由基聚合和离子聚合两种。
其中,自由基聚合是工业上最常用的方法。
在自由基聚合中,丙烯酰胺单体在引发剂的作用下发生聚合反应,生成聚丙烯酰胺。
离子聚合则是在催化剂的作用下,通过离子键合的方式生成聚丙烯酰胺。
四、聚丙烯酰胺的储存与运输聚丙烯酰胺应存放在阴凉、干燥、通风的地方,避免阳光直射和高温。
聚丙烯酰胺分析简介聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM),是一种重要的高分子功能材料。
它具有优异的吸水性、结构稳定性和生物相容性等特点,广泛应用于沉降、过滤、悬浮液的浓缩、表面活性剂包覆、土壤固结、控制缩小孔径等领域。
聚丙烯酰胺的分析对于其应用和性能研究具有重要意义。
本文将介绍聚丙烯酰胺分析的方法和常用技术。
一、聚丙烯酰胺的理化性质聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺单体通过聚合反应得到的聚合物。
它的分子式为(C3H5NO)n,具有线性和交联两种结构形式。
在溶液中,聚丙烯酰胺呈现出高分子量、高度扩张的网络结构,形成三维空间网络。
聚丙烯酰胺具有以下重要性质:1.溶解性:聚丙烯酰胺可溶于水和一些有机溶剂,易于处理和使用。
2.吸水性:聚丙烯酰胺具有良好的吸水性,能够在水中迅速吸水膨胀,增加其体积。
3.热稳定性:聚丙烯酰胺在一定范围内具有较好的热稳定性,能够承受一定的温度变化。
4.分子量分布:聚丙烯酰胺可通过合成反应控制其分子量分布,从而实现对其性能的调控。
二、聚丙烯酰胺分析方法1. 粘度测定粘度是聚丙烯酰胺分子运动的阻力,是聚合物的重要物理性质之一。
粘度测定是聚丙烯酰胺分析的常用方法之一。
粘度测定可采用旋转粘度计或滴定粘度计进行,可以获得聚丙烯酰胺的相对粘度或固有粘度等参数。
通过比较不同样品的粘度值,可以评估其分子量分布和聚合度。
2. 色谱分析色谱分析是一种常见的聚丙烯酰胺分析方法。
常用的色谱技术包括气相色谱(GC)、液相色谱(LC)和凝胶渗透色谱(GPC)等。
气相色谱和液相色谱主要用于分析聚丙烯酰胺中的单体残留物和杂质。
凝胶渗透色谱则可用于分析聚丙烯酰胺的分子量分布。
3. 热分析热分析是通过对聚丙烯酰胺在不同温度下的热性质进行研究,来评估其热稳定性和热降解特性的方法。
常用的热分析技术包括差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)和热膨胀测试等。
通过对聚丙烯酰胺在不同温度下的热重变化和热流量变化进行测量,可以得到其热分解温度、热分解焓等参数。
聚丙烯酰胺的安全知识什么是聚丙烯酰胺?聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM)是一种高分子化合物,通常用于水处理、土地改良和油田开采等领域。
它是由丙烯酰胺单体通过聚合反应得到的,具有良好的水溶性、高分子量、高黏度和高吸附性能,被广泛应用于工业生产和环境保护等方面。
聚丙烯酰胺的危害尽管聚丙烯酰胺在各种应用领域中具有许多优点,但它也存在一些危害。
聚丙烯酰胺的安全使用不仅与工艺条件、设备质量、化学污染物等有关,同时也与操作人员的安全意识和知识水平有很大关系。
以下是聚丙烯酰胺的一些危害:1. 可能对环境造成污染聚丙烯酰胺具有高分子量、高黏度和高吸附性能,容易在环境中沉积和累积,对生态环境造成一定程度的污染。
此外,如果聚丙烯酰胺不当处理或处理不彻底,会影响水质和土壤质量,从而对生态系统产生长期的不利影响。
2. 可能引起人体健康问题聚丙烯酰胺虽然不属于有毒物质,但如果使用不当,会对人体健康造成一定的危害。
例如,如果吸入聚丙烯酰胺粉末,可能会引起呼吸道刺激、眼痛、皮肤敏感等问题;如果误食,可能会引起胃肠道问题。
因此,在使用聚丙烯酰胺时,应注意防护措施和合理处理方式。
3. 可能引起火灾和爆炸聚丙烯酰胺是一种易燃物质,在受热、摩擦、碰撞等条件下容易发生火灾和爆炸。
因此,在存储、运输和使用时,应注意避免火源和静电等可能引起的安全事故。
如何安全使用聚丙烯酰胺为了确保聚丙烯酰胺的安全使用,以下是一些关键措施:1. 聚丙烯酰胺的储存聚丙烯酰胺应存放在通风、干燥和阴凉的地方,避免阳光直射和高温。
当存放时间过长时,聚丙烯酰胺可能会发生质量变化,比如在品质下降、降解等方面的表现,因此需要定期检查其质量和状态。
2. 使用聚丙烯酰胺的防护措施在进行聚丙烯酰胺的制备、应用和处理等活动时,应采取防护措施,如穿戴一次性手套、防护眼镜、口罩等,以免吸入、接触或误食聚丙烯酰胺。
如果聚丙烯酰胺在使用过程中发生了泼溅或飞溅,应立即用大量水冲洗受污染的部位。
聚丙烯酰胺国家标准聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是一种重要的合成树脂,在水处理、土壤改良、石油开采、纺织、造纸等领域都有广泛的应用。
为了规范和统一聚丙烯酰胺的生产、使用和质量管理,国家制定了一系列的标准,以确保聚丙烯酰胺产品的质量和安全性。
本文将对聚丙烯酰胺国家标准进行介绍和解读。
首先,聚丙烯酰胺国家标准主要包括产品分类、技术要求、试验方法、质量控制等内容。
在产品分类方面,国家标准根据聚丙烯酰胺的用途和特性,将其分为离子型、非离子型、阳离子型和混合型四大类。
每一类产品都有相应的技术要求和试验方法,以保证产品的质量和性能符合国家标准的要求。
此外,国家标准还对聚丙烯酰胺的生产、包装、运输和储存等环节提出了具体的质量控制要求,以确保产品在整个生产流程中都能够符合标准要求。
其次,聚丙烯酰胺国家标准的制定对于行业发展和产品质量提升具有重要意义。
通过制定统一的标准,可以避免因地区、企业或个人的差异而导致的产品质量参差不齐的现象,有利于提高整个行业的竞争力和产品的市场竞争力。
同时,国家标准的制定也有利于保障消费者的权益,确保他们购买到的产品是符合质量标准的,从而提高产品的安全性和可靠性。
再次,聚丙烯酰胺国家标准的执行对于企业和个人的生产和使用具有指导作用。
企业在生产过程中可以依据国家标准的要求进行生产,从而提高产品的质量和性能;个人在使用过程中也可以依据国家标准的要求进行选择和使用,确保产品的安全性和可靠性。
同时,国家标准的执行还可以规范市场秩序,杜绝一些不法企业和个人生产和销售不符合标准要求的产品,保障了整个行业的健康发展。
最后,聚丙烯酰胺国家标准的不断修订和完善对于行业的发展具有重要意义。
随着科技的不断进步和行业的发展,聚丙烯酰胺产品的种类和应用领域也在不断扩大和深化,因此国家标准也需要不断跟上时代的步伐,及时修订和完善,以适应行业的发展需求。
只有不断完善国家标准,才能更好地推动行业的发展和产品质量的提升。
聚丙烯酰胺参数摘要:一、聚丙烯酰胺简介1.聚丙烯酰胺的定义2.聚丙烯酰胺的分类二、聚丙烯酰胺的主要性能参数1.分子式与分子量2.溶解性3.粘度4.絮凝效果三、聚丙烯酰胺的应用领域1.水处理2.造纸工业3.石油开采与化工4.其他领域四、聚丙烯酰胺的发展趋势与展望1.新型聚丙烯酰胺的开发2.环保型聚丙烯酰胺的研究3.市场前景与需求正文:聚丙烯酰胺是一种广泛应用于各个领域的有机高分子聚合物。
它具有良好的水溶性、高分子凝聚性能和吸附性能。
本文将围绕聚丙烯酰胺的参数进行介绍,包括其主要性能参数和应用领域,以及未来的发展趋势。
首先,聚丙烯酰胺根据分子结构的不同,可分为非离子型、阳离子型、阴离子型和两性离子型等。
这些类型的聚丙烯酰胺在水处理、造纸、石油开采与化工等领域有着广泛的应用。
其次,聚丙烯酰胺的主要性能参数包括分子式与分子量、溶解性、粘度和絮凝效果等。
其中,分子式与分子量决定了聚丙烯酰胺的基本性能;溶解性影响其在水中的分散效果;粘度则关系到聚丙烯酰胺的絮凝效果;而絮凝效果则是衡量聚丙烯酰胺品质的重要指标。
在水处理领域,聚丙烯酰胺被广泛应用于废水处理、饮用水处理等场合。
在造纸工业中,聚丙烯酰胺用于纸浆的筛选、纸张的增强和涂料的粘度调节等。
在石油开采与化工领域,聚丙烯酰胺可用于提高采油率、用作钻井液的增稠剂和用作催化剂载体等。
此外,聚丙烯酰胺还应用于纺织、冶金、食品、医药等其他领域。
未来,随着科技的进步和环保意识的加强,聚丙烯酰胺的发展趋势将更加注重环保性能。
新型的环保型聚丙烯酰胺将不断被开发和研究,以满足市场的需求。
同时,市场对聚丙烯酰胺的需求也将持续增长,为这一行业带来广阔的发展空间。
总之,聚丙烯酰胺作为一种重要的有机高分子材料,其性能参数和应用领域值得深入了解。
聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺,英文名称为Poly(acrylamide),CAS号为9003-05-8,分子式为(C3H5NO)n,聚丙烯酰胺是一种线状的有机高分子聚合物,同时聚丙烯酰胺也是一种高分子水处理絮凝剂产品,专门可以吸附水中的悬浮颗粒,在颗粒之间起链接架桥作用,使细颗粒形成比较大的絮团,并且加快了沉淀的速度。
这一过程称之为絮凝,因其中良好的絮凝效果,聚丙烯酰胺PAM作为水处理的絮凝剂并且被广泛用于污水处理。
基本信息中文名称:聚丙烯酰胺英文名称:Poly(acrylamide)中文别名:絮凝剂3号;阴离子聚丙烯酰胺;聚丙烯酰胺干粉(阴离子型);聚丙烯酰胺胶体Ⅰ型;聚丙烯酰胺胶体Ⅱ型;水解聚丙烯酰胺;PAM英文别名:Polyacrylamide;Acrylamide resin;Acrylamide gel solution; Polyacrylamide,hydrolyzed;PAMCAS号:9003-05-8分子式:(C3H5NO)n分子量:71.07存储方法密闭于阴凉干燥环境中特点1、絮凝性。
聚丙烯酰胺PAM能使悬浮物质通过电中和,起到絮凝作用2、粘合性。
可以通过物理的化学作用等起到粘合作用3、增稠性。
在中性和酸性条件下都有增稠作用,如果PH值在10以上PAM 容易水解主要用途聚丙烯酰胺是重要的水溶性聚合物,而且兼具絮凝性、增稠性、耐剪切性、降阻性、分散性等宝贵性能。
这些性能随着衍生物离子的不同而各有侧重。
因而在采油、选矿、洗煤、冶金、化工、造纸、纺织、制糖、医药、环保、建材、农业生产等部门都有广泛的使用。
系统编号CAS号:9003-05-8MDL号:MFCD00084392影响效果条件正常情况下聚丙烯酰胺的使用效果会使用量的增加絮凝效果而提高,不过用量过多时会使效果变低,重新变成稳定的胶体。
其次是絮凝时间:有机絮凝剂与无机絮凝剂的配合使用,其最大的特点是可以获得最大颗粒的絮凝体,并把油滴凝集或吸附而出去。
聚丙烯酰胺结构简式
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目录
一、聚丙烯酰胺概述
二、聚丙烯酰胺的结构简式
三、聚丙烯酰胺的性质与特点
四、聚丙烯酰胺的应用范围
五、聚丙烯酰胺的使用方法及注意事项
正文
一、聚丙烯酰胺概述
聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称 PAM)是一种水溶性高分子聚合物,是丙烯酰胺均聚物或与其他单体共聚而得的聚合物。
聚丙烯酰胺具有良好的水溶性和很高的化学活性,易通过接枝或交联得到支链或网状结构的多种改性物。
二、聚丙烯酰胺的结构简式
聚丙烯酰胺的结构简式为:
其中,R 为丙烯酰胺单元,n 为聚合度。
三、聚丙烯酰胺的性质与特点
1.聚丙烯酰胺是一种水溶性高分子,不溶于大多数有机溶剂。
2.聚丙烯酰胺具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的摩擦阻力。
3.聚丙烯酰胺具有很强的吸水性,可以吸收自身重量几百倍的水分。
4.聚丙烯酰胺具有良好的生物相容性,被广泛应用于生物医学材料等领域。
四、聚丙烯酰胺的应用范围
1.在造纸过程中作助留剂、补强剂。
2.水处理中作助凝剂、絮凝剂、污泥脱水剂。
3.石油钻采中作降水剂、驱油剂。
4.聚丙烯酰胺还广泛应用于增稠、稳定胶体、减阻、粘结、成膜等方面。
五、聚丙烯酰胺的使用方法及注意事项
1.通过小试,确定佳的型号。
2.使用时,应将聚丙烯酰胺均匀地加入到被处理水中,并搅拌均匀。
3.聚丙烯酰胺的浓度应根据具体应用场合进行调整,使用前应进行详细了解。
4.在使用过程中,应注意观察水质变化,如有异常情况,应及时进行调整。
第1页共1页。
聚丙烯酰胺简称PAM,又分:阴离子HPAM、阳离子CPAM、非离子NPAM是一种线型高分子聚合物,是水溶性高分子化合物中应用最为广泛的品种之一,聚丙烯酰胺和它的衍生物可以用作有效的絮凝剂、增稠剂、纸张增强剂以及液体的减阻剂等,广泛应用于水处理、造纸、石油、煤炭、矿冶、地质、轻纺、建筑等工业部门;一、聚丙烯酰胺简称PAM技术指标:二、聚丙烯酰胺PAM产品选型注意事项1、絮凝剂的选择必须充分考虑到工艺和设备的要求;2、可以通过提高絮凝剂的分子量来提高絮体的强度;3、絮凝剂的电荷值必须通过实验进行筛选;4、气候变化温度影响絮凝剂的选型;5、根据处理工艺要求的絮体大小选择絮凝剂的分子量;6、处理前絮凝剂必须和污泥充分混合溶解;三、聚丙烯酰胺PAM性能特点1、聚丙烯酰胺PAM分子中具有阳性基因,絮凝能力强,用量少,处理效果明显;2、溶解性好,活性高,在水体中凝聚形成的矾花大,沉降快,比其他水溶性高分子聚合物净化能力大2-3倍;3、适应性强受水体PH值和温度影响小,原水净化后达到国家引用水标准,处理后水中悬浮颗粒达到絮凝澄清的目的,有利于离子交换处理和高纯水的制备;4、腐蚀性小,操作简便,能改善投药工序的劳动强度和劳动条件;四、聚丙烯酰胺PAM应用范围聚丙烯酰胺PAM分子中具有阳性基因-CONH2,能于分散于溶液中的悬浮粒子吸咐和架桥,有着极强的絮凝作用,它能够加速悬浮液中的粒子的沉降,有非常明显的加快溶液的澄清,促进过滤等效果,所以广泛用于水处理及电力、采矿、选煤、石棉制品、石油化工、造纸、纺织、制糖、医药、环保等;1、作为絮凝剂,主要应用于工业上的固液分离过程,包括沉降、澄清、浓缩及污泥脱水等工艺,应用的主要行业有:城市污水处理、造纸工业、食品加工业、石化工业、冶金工业、选矿工业、染色工业和制糖工业及各种工业的废水处理;用在城市污水及肉类、禽类、食品加工废水处理过程中的污泥沉淀及污泥脱水上,通过其所含的正电荷基团对污泥中的负电荷有机胶体电性中和作用及高分子优异的架桥凝聚功能,促使胶体颗粒聚集成大块絮状物,从其悬浮液中分离出来;效果明显,投加量少;2、在造纸工业中可用作纸张干强剂、助留剂、助滤剂,能极大的提高成纸质量,节约成本,提高造纸厂的生产能力;可直接与无机盐离子、纤维以及其它有机高分子发生静电桥梁作用以达到增强纸张的物理强度,减少纤维或填料的流失,加快滤水,起增强、助留、助滤作用,还可以用于白水的处理,同时,在脱墨过程中能起明显的絮凝效果;3、纤维泥浆石棉-水泥制品中可使成型的石棉-水泥制品排水性得到改善,使石棉板坯料的强度提高;在绝缘板中,可提高添加剂和纤维的结合能力;4、在采矿、选煤行业中可作矿山废水、洗煤废水的澄清剂;5、可用于染色废水、皮革废水、含油废水的处理,使之除浊、脱色,以达到排放标准;6、在磷酸提纯中,有助于湿法磷酸工艺中石膏的分离;7、用于以江河水源的自来水厂的水处理絮凝剂;五、聚丙烯酰胺PAM使用方法及注意事项1.配成0.2%浓度的水溶液以实用中性不含盐的水为宜;2.因本产品适用的水体PH值范围比较广泛,一般投加量为0.1-10ppm0.1-10mg/L; 3.充分溶解;要求溶解时将水体充分搅拌起来后再缓慢、均匀加入药粉,防止出现大块絮团和鱼眼现象而引起的阻塞管道和泵;4.搅拌速度一般为200转/分钟为宜,时间不少于60分钟,适当提高水温20-30摄氏度,可加速溶解;药液最高温度应小于60度;5.确定最佳加药量;使用前先通过实验确定最佳用量;因用量过低,不起作用,用量过高,反而起反作用,超过一定浓度时,聚丙烯酰胺PAM不但不絮凝,反而分散稳定使用; 6.本品应储存在阴凉、干燥的地方,防止受潮;7.工作场地要经常用水冲洗,保持清洁;因其粘度大,散落地下的聚丙烯酰胺PAM遇水地面光滑,防止操作人员滑跌引发安全事故;8.本品无毒,注意防潮、防雨,避免阳光曝晒;贮存期:2年,25kg纸袋内衬pp塑料袋,外为贴塑牛皮纸袋;六、聚丙烯酰胺PAM使用特性及物理性质1、使用特性絮凝性:聚丙烯酰胺PAM能使悬浮物质通过电中和,架桥吸附作用,起絮凝作用;粘合性:能通过机械的、物理的、化学的作用,起粘合作用;降阻性:聚丙烯酰胺PAM能有效地降低流体的摩擦阻力,水中加入微量聚丙烯酰胺PAM就能降阻50-80%;增稠性:聚丙烯酰胺PAM在中性和酸性条件下均有增稠作用,当PH值在10°C以上聚丙烯酰胺PAM易水解,呈半网状结构时,增稠将更明显;2、物理性质:分子式CH2CHCONH2r聚丙烯酰胺PAM是一种线型高分子聚合物,它易溶于水,几乎不溶于苯、乙苯、酯类、丙酮等一般有机溶剂,其水溶液几近透明的粘稠液体,属非危险品,无毒、无腐蚀性,固体PAM有吸湿性,吸湿性随离子度的增加而增加,PAM热稳定性好;加热到100°C 稳定性良好,但在150°C以上时易分解产生氮气,在分子间发生亚胺化作用而不溶于水,密度克毫升23°C1.302;玻璃化温度153°C,PAM在应力作用下表现出非牛顿流动性;七、聚丙烯酰胺PAM药剂的投加方式药剂的投加采用重力投加和压力投加,无论哪种投加方式,由溶解池到溶液池,到药液投加点,均应设置药液提升设备,常用的药液提升设备是计量泵和水射器;1.重力投加利用重力将药剂投加在水泵吸水管内或者吸水井的吸水喇叭口处,利用水泵叶轮混合;2.压力投加利用水泵或者水射器将药剂投加到原水管中,适用于将药剂投加到压力水管中,或者需要投加到标高较高、距离较远的净水构筑物内;3.水泵投加水泵投加是在溶液池中提升药液到压力管中,有直接采用计量泵和采用耐酸从而起增强作用;聚丙烯酰胺PAM在使用之前一般都需配制成0.1%~0.5%的稀释溶液备用,配制好的溶液最好不要存放太长时间才用,这个浓度范围的溶液在使用之前还需要近一步稀释成0.01~0.05的溶液,原因就是可以更有肋于絮凝剂在悬浮体系中的分散,可以降低用量,而且可以取得更好的絮凝效果;。
聚丙烯酰胺
1、定义
丙烯酰胺聚合物是丙烯酰胺的均聚物及其共聚物的统称。
工业上凡是含有50%以上的丙烯酰胺(AM)单体结构单元的聚合物,都泛称聚丙烯酰胺。
其他单体结构单元含量不足5%的通常都视为聚丙烯酰胺的均聚物。
聚丙烯酰胺,polyacrylamide(PAM),CAS RN:[9003-05-8],结构式为:
n是聚合度。
n的范围很宽,数量级为102~105,相应的相对分子质量由几千到上千万。
分子量是PAM的最重要参数。
按其值得大小有低分子量(<100×104)、中等分子量(100×104~1000×104)、高分子量(1000×104~1500×104)和超高分子量(>1700×104)四种。
不同分子量范围的PAM有不同的应用性质和用途。
2、分类
聚丙烯酰胺按在水溶液中的电离性可分为非离子型、阴离子型、阳离子型、两性型。
非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)的分子链上不带可电离基团,在水中不电离;阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)的分子链上带有可电离的负电荷基团,在水中可电离成聚阴离子和小的阳离子;阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)的分子链上带有可电离的正电荷基团,在水中可电离成聚阳离子和小的阴离子;两性的聚丙烯酰胺(AmPAM或ZPAM)的分子链上则同时带有可电离的负电荷基团和正电荷基团,在水中能电离成聚阴离子和聚阳离子,ZPAM的电性依溶液体系的PH值和何种类型的电荷基团多寡而定。
PAM的电性称谓和所带的电荷基团解离后的电性称谓相同。
按照聚合物分子链的几何形状可把PAM分为线型、支化型和交联型。
PAM分子链的形状一般是线型结构。
但是在丙烯酰胺自由基聚合反应的过程中会发生链转移反应。
3、聚丙烯酰胺的结构和性质
PAM在结构上的最基本的特点是:(1)分子链具有柔顺性和分子形状(即构象)的易变性。
(2)分子链上具有与丙烯酰胺单元数相同的侧基---酰胺基,而酰胺基具有高极性、易形成氢键和高反应活性。
4、APM的应用和消费
APM在我国石油、水处理和造纸三大领域中的应用尤其显重要。
APM在石油工业中用作驱替剂、钻井泥浆和压裂液添加剂、堵水剂及油田污水处理剂等。
PAM在水处理中是作为污水处理的絮凝剂和污泥的脱水剂。
在工业水和饮用水的原水处理中,起絮凝澄清作用,低分子的PAM还可以用作工业循环水的水质稳定剂,使工业冷却水得以循环使用。
PAM在造纸工业中主要用作助留助滤剂、纸张增强剂和废水处理剂。
5、纯PAM固体的物理性质
5、溶解特点与速溶问题
PAM的溶解性有两个特点:一是实际上使用的溶剂只有水;二十溶解时间特别长。
水是PAM的最好溶剂,它们能以任何比例混合。
PAM在水中的稀释是吸热过程,原因可能是酰胺基与水分子之间的作用极强,在低水含量时形成络合体。
PAM不溶于大多数有机溶剂,在PAM的水溶液中加入大量的与水互溶的有机溶剂(如无水甲醇或丙酮)时,会使PAM从水溶液中沉析出来。
这也是提纯PAM常用的方法。
41%(体积)的甲醇水溶液时PAM的T溶剂。
PAM的溶解时间远长于一般高聚物,有的长达几个星期。
PAM的溶解速率与其分子量、离子度、分子的几何结构、产品的剂型、溶解温度、搅拌和投料方式等因素有关。
溶解速率随分子量的增大和化学交联程度的增加而变慢,整体交联将使PAM只溶胀不溶解。
不同产品剂型的溶解时间有很大差异,通常情况下粉末型的20~120min,水溶胶型(浓度5%~10%)的20~120min,乳液型的3~5min,水分散型的5~10min。
固体粉末的PAM通常比水溶胶型的易溶,前者与水的接触面面积大,且溶解速率随颗粒直径的减小而以2.5次方的关系增加。
疏松的固体粉末PAM比密实的易溶解。
溶解速率的影响因素涉及以下两个要素:
(1)分子的扩散速率。
物质的溶解过程是溶质分子和溶剂分子互相渗透和扩散的过程,因此溶质和溶剂分子的运动能力是决定溶解时间的重要因素。
由
于溶质大分子和溶剂小分子在分子尺寸上十分悬殊,分子量1440万的PAM
分子体积比水分子大20万倍。
因此两者的扩散速率相差十分悬殊。
在溶解
的初期实际上只有水分子向PAM的单向扩散,PAM分子不可能向水的方向扩
散,所以先溶胀是溶解的必经阶段。
也不难理解分子量、分子的几何结构、
溶解温度和搅拌等因素对溶解时间的影响。
(2)氢键和缠结。
在PAM的分子链内和分子链间,酰胺侧基间能形成氢键。
氢键是最强的分子间作用力,高分子量的PAM分子链上存在大量的氢键。
高
分子量PAM的分子链很长,分子量1440万的分子链伸直后的长径比高达2
×105。
这样大的长径比的分子链必然卷曲,它们聚集在一起也必然缠结在
一起。
因此,要使PAM快速溶解需要依靠溶剂水分子的快速渗入和攻击,
将氢键解离和分子链解缠。
根据以上讨论,加快PAM溶解的主要技术途径是从合成方面着手,常采用如下
技术措施。
①选择适宜的聚合工艺和条件,以减少支链和交联;引入更亲水的
离子型结构单元(如羧基)或适量的其他单体共聚改性,以减少PAM链上酰胺
基及其氢键的数量。
②在制造过程中加入适量的能与酰胺基产生氢键的低分子
物质(如尿素等),以减少PAM分子链间的氢键数量;混入致孔剂(如硫酸钠
等),遇水时这些低分子物质很快向水中扩散溶解,形成有利于水分子向PAM
方向渗透扩散的通道;加入亲水型的表面活性剂即所谓渗透剂(如烷基聚氧乙
烯醚类),PAM颗粒与水接触后在表面形成亲水膜,降低水的表面张力,促进水
向颗粒内的扩散和聚合物的溶解。
③改变产品剂型,采用反向乳液聚合法生产
方向乳液(W/O)产品产品或水分散聚合法生产所谓的水包水乳液(W/W)。
这
两种产品的分散实际上高浓度的聚合物溶液,分散粒子尺寸很小(微米级),
溶解时不需要经过溶胀阶段只是浓溶液的稀释,它们可以直接在管道的输送过
程中溶解。
此外,也有用物理的方法对粉状产品进行后处理,制成反向的分散
悬浮液。
6、聚丙烯酰胺水溶液的依时性
人们经常发现,PAM水溶液的黏度、特性黏数和絮凝速率等性质在长时间(几个星期)内随时间而降低。
溶液黏度随时间变化的这种不稳定现象称为依时性。
PAM水溶液性质的依时性①
①PAM的分子量6.1×106,温度25℃。
许多科学家工作者已从不同的方面对它进行了详细的研究,归纳如下。
①纯度
的影响。
从工业产品水溶液黏度的降低提出其起因是样品不纯,产品中含有剩
余引发剂等氧化性杂质能使其降解,但是实验室除去残留引发剂的高纯样品同
样存在依时性。
②环境因素的影响。
认为是温度、光、大气中的氧、二氧化碳
等环境因素造成的,但是即使把样品溶液保存在室温下、避光的黑暗中、无机
械振动的环境中,仍能观察到黏度随时间的降低,将PAM样品至于氮气中保存
也观察到不稳定性;固体样品储存期间受到潮气的影响后即使在经充分干燥,与聚合后立即干燥的样品相比,特性黏度也有明显的降低。
③微生物的降解。
发现不清洁的样品溶液存在黏度的不稳定性,提出是由微生物降解引起的,但是加了生物杀伤剂并不能排除。
④稳定剂。
试图以缓冲剂调节溶液的PH值(PH1~12的一个系列的标准溶液)来稳定溶液,但是没有起到任何作用,而加入2%(体积)的异丙醇,水溶液的黏度没有降低。
⑤流体力学体积。
由GPC 测定和絮凝试验证明PAM的流体力学体积变小。
⑥分子量的影响。
对一个系列的分子量样品测定特性黏数的依时性,发现只要分子量低于 1.5×106就不出现不稳定性;用光散射法与黏度法进行平行研究,分子量高于1.5×106的样品溶液由明显的黏度不稳定性。
散射光强度也随时间而下降,但是把放置不同天数的样品溶液的散射光强度对散射角度作图并向零角度外推,在纵坐标上相交于一点。
这表明经存放的样品分子量没有降低,意味着分子链没有降解。