聚丙烯酰胺查看详情

 阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）是由一种阳离子单元和丙烯酰胺非离子单元构成的共聚物，其分子链上带有可以电离的正电荷基团(-CONH2)，在水中可以电离成聚阳离子和小的阴离子，能与分散于溶液中的悬浮粒子吸附和架桥，有着极强的絮凝作用。
 阳离子聚丙烯酰胺被广泛用于水处理以及冶金、造纸、石油、化工、纺织、选矿等领域，用作增稠剂、絮凝剂、减阻剂，具有凝胶、沉降、补强等作用。CPAM的分子量一般比NPAM和APAM低，特别适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。
 原料简介:
 丙烯酰胺AM:丙烯酰胺是一种白色晶体化学物质，是生产聚丙烯酰胺的原料。
 阳离子单体:在阳离子聚丙烯酰胺的合成中较常用的阳离子单体有甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵（AMPTAC）、甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲氨基)乙酯（DM）、丙烯酸-2-(N，N-二甲氨基)乙酯（DA）等。其中以DMDAAC、DAC、DMC较常用。
 引发体系:
 阳离子聚丙烯酰胺的聚合引发方式主要有两类：引发剂引发和物理-化学引发。引发剂引发是目前普遍应用的引发方式，包括单组分引发剂的热或光分解、双组分引发剂的氧化还原引发。物理-化学引发是指在外加能量源的作用下使单体活化而引发聚合。

 制备方法:
 从目前的合成方法看，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的制备方法分为两大类：一是聚丙烯酰胺的阳离子改性法；二是非离子单体丙烯酰胺与阳离子单体共聚。
 聚丙烯酰胺的阳离子改性法：聚丙烯酰胺阳离子改性法制备阳离子CPAM主要是通过Mannich反应或羟甲基反应进行，在主链上引入叔胺和伯胺基团。目前用Mannich改性法制备CPAM已实现工业化生产，该法工艺流程简单，操作方便，但只能得到阳离子度较低的产品，而且未反应的残余原料较多，在生产过程中容易生成不溶性聚合物，影响产品的性能。
 丙烯酰胺与阳离子单体共聚：从合成的溶剂环境来看，共聚法生产阳离子聚丙烯酰胺的方法主要有水溶液聚合法，反相乳液聚合法，反相微乳液聚合法，此外还有沉淀聚合、水分散聚合、辐射聚合、热引发聚合、光引发聚合、胶束聚合、等离子体引发聚合等聚合方法。
 该方法由丙烯酰胺与阳离子单体共聚而得CPAM。与改性法相比，共聚法具有操作简便、毒性低、所得产品的阳离子度易调节、成本较低等特点，被广泛应用于CPAM的制备。技术的关键是选择合适的共聚单体，确定 的聚合反应体系以及工艺条件。
 生产设备:
 主要设备有:泵、配料罐、聚合釜、造粒机、箱式干燥器、干PAM收集器、破碎机等。
 阳离子聚丙烯酰胺用途：

 酒精厂/味精厂/制糖厂/肉制品厂/饮料厂：千分之三配，每吨3-5克。
 纺织厂/印染厂：可用于印染废水剩余活性污泥脱水、也可做印染脱色絮凝剂（弱阳离子聚丙烯酰胺）
 造纸厂：可做造纸助流助滤剂，造纸污水处理应先加聚合氯化铝再加聚丙烯酰胺。
 医药废水：强阳离子聚丙烯酰胺（60度以上）
 市政污水处理：阳离子聚丙烯酰胺（50度左右）
 压滤机：中高阳离子聚丙烯酰胺
 皮革厂：阳离子聚丙烯酰胺（50度以上）
 热电厂：阳离子聚丙烯酰胺
 磷化废水：先加石灰乳调PH，再加聚丙烯酰胺。
 制药废水：可用于制药过程中的生产发酵工艺（千分之二配）
 离子度：
 阳离子度是CPAM分子链所带的电荷密度。阳离子度是絮凝效果的决定因素之一。离子度过低，絮团很小或者没有效果。离子度过高，污泥絮团会因过量电荷而排斥。因此针对所要脱水的污泥，可用不同离子度的絮凝剂通过小实验进行筛选，选出 合适的聚丙烯酰胺，这样即可以取得不错的絮凝剂效果，又可使加药量少，节约成本。选离子度关键看：
 （1）絮团的大小：絮团太小会影响排水的速度，絮团太大会使絮团束缚较多水而降低泥饼干度。通过选择聚丙烯酰胺的分子量可以调整絮团的大小。
 （2）絮团强度（含水率）：絮团在剪切作用下应保持稳定而不破碎。提高聚丙烯酰胺分子量或者选择合适的分子结构有助于提高絮团稳定性。
 聚丙烯酰胺的使用范围：
 聚丙烯酰胺在水处理中占有十分重要的地位，不仅具有除浊、脱色的作用，还可以除去废水中所含的高分子物质，如病毒、细菌、微生物、焦油、石油及其他油脂等有机物、表面活性剂、农药、含氮、磷等富营养物质以及汞、铬、镉、铅等金属和放射性物质。
 对于阴离子型聚丙烯酰胺，适用于带有正电荷的悬浮物，也适用于PH大于等电点（两性离子所带电荷因溶液的pH值不同而改变，当两性离子正负电荷数值相等时，溶液的pH值即为等电点。）条件下的污水处理。可处理造纸、选矿、电镀、洗煤及机械工业等行业的废水。
 阳离子型聚丙烯酰胺则适用于PH在等电点以下的体系，即偏酸条件比较适合。它在印染行业、油漆、食品加工等工业废水等处理中有广泛的应用。
 非离子型聚丙烯酰胺的作用主要是靠高分子链上的极性基团与微粒的相互作用，通过吸附架桥来加快沉降和过滤速度。它对悬浮固体含量高、微粒粒径大、PH为中性或酸性的体系较合适，应用于沙砾开采、黏土废水和矿泥废水的处理。