聚丙烯酰胺生产工艺及应用分析

时间：2020-04-22

一、聚丙烯酰胺生产方法人类较早使用pam，是由moureu 等人在1893年**制得的，我国则是起源于上世纪的60年代初，在上海建成**套pam的工业装置。pam及其衍生物都是通过丙烯酰胺聚合制成的均聚物或共聚物。具体方法主要有：水溶液聚合法、反相乳液聚合法、反相微乳液聚合法、辐射聚合法等。

1.水溶液聚合法 :水溶液聚合是pam生产历史较为久远的传统的方法，它以安全、经济、合理着称，至今仍在使用。水溶液聚合法操作简单，环境污染少，聚合物产量高且易获得高相对分子质量的聚合产物。但该法也存在一些缺点，聚合溶液质量分数低;在制成干粉过程中，高温烘干和剪切作用又容易使高分子链降解和交联，使粉剂产品的溶解性、絮凝性降低等。

2.反相乳液聚合: 反相乳液聚合是将单体的水溶液按一定比例加入到油中，借助于油包水型乳化剂分散在油介质中，在引发剂作用下进行乳液聚合，所得产物是稳定的被水溶胀的聚合物微粒在油中的胶体分散体，经共沸蒸馏脱水后得到粉状pam。反相乳液聚合生产的pam胶乳与水溶液聚合法生产的水溶胶产品和干粉产品相比较，胶乳的溶解速度快，相对分子质量高且分布窄，残余单体少，聚合反应过程中粘度小，聚合速率大，易散热，生产过程易控制，适宜大规模生产;但该法需大量**溶剂，生产成本稍高，技术较复杂。

3.反相微乳液聚合 :微乳液是由油、水、乳化剂和助乳化剂组成的各相同性、热力学上稳定的、透明或半透明胶体分散体系，其分散相尺寸为纳米级。反相微乳液聚合制备的乳液更稳定，胶乳粒径分布更均匀，产物相对分子质量高，透明性好，乳胶束粒径小，径分布窄，反应速率快等优点。但其工业化生产受到限制，因为聚合时所需表面活性剂与单体之比高，以致成本太高。

4.辐射引发法: 辐射引发法是丙烯酰胺单体在紫外线或x射线下引发直接聚合得到固体聚丙烯酰胺产品。该法生产工艺简单，但设备投资大，且所得产品分子量分布很宽，故目前还没有进行大规模工业生产。单体溶液加入量不大于体系质量的3.3 % 。上述条件下制备的反相微乳液体系在聚合前、后都能够保持高度稳定, 制得的微粒型两性pam 产品可以用作助留剂。

二、聚丙烯酰胺的应用分析

pam主要应用于石油工业、水处理、造纸工业、纺织工业、印染工业、医药工业、农业、建筑工业、矿冶工业。

1.石油工业 :一是用于提高采收率。通过使用pam的来调节注入水的流变性，增加驱动液的粘度，改善水驱波及效率，降低地层中水相渗透率，提高开采率;二是用作钻井液调整剂，将聚丙烯酰胺加入钻井泥浆中，可以增加泥浆的稠度，提高悬浮力，使泥浆分散均匀，控制失水，增加稳定性，降低摩阻，提高固井速度。三是用作压裂液添加剂，具有高粘度、低摩阻、良好的悬砂能力、滤失性小、粘度稳定性好、残渣少、货源广以及配制方便和成本低的优势而被广泛应用。

2.水处理: pam具有水溶性、絮凝性、吸附性，是目前世界上应用较广、效能较高的高分子**合成絮凝剂、沉降剂及助滤剂，它的絮凝效果远远优于无机絮凝剂，其品种多，规格全，用量小，成本低，效率高，生成的泥渣少，后处理容易。作为絮凝剂，可用于城市污水、生活污水、工业废水等的处理以及各种地下水和工业悬浮液固液分离工程中。

3.纺织、印染工业: pam可用作的上浆剂、整理剂、净化剂和脱色剂，利用其吸湿性强的特点、较好的成膜性及浆膜的光滑度、高强低弹性、对纤维良好的亲和性、与**浆料和合成浆料良好的互溶性，能减少纺细纱时的断线率，防止织物的静电和阻燃。同时pam可使产品鲜艳度高。

4.农业 :pam可用作土壤结构改良剂，可有效改善土壤结构，增加土壤表层颗粒间的凝聚力，增大土壤表面粗糙度，降低土壤容重，使土壤颗粒和孔隙结构保持稳定，防止土壤结皮，增加土壤的入渗，防止土壤流失以及抑制土壤水分蒸发等。

5.造纸工业: pam在造纸工业中不仅可以提高填料、颜料等的存留率，同时提高纸张的强度。 6.矿冶工业: pam可以使废水净化回收，沉积固体矿物，减少尾矿流失和水消耗，降低设备投资和加工成本，并避免环境污染。

7.建筑工业 :pam可以增强石膏水泥的硬度，提高湿法水泥制造中沉降槽的生产能力和水泥的可滤性，改善窑料均一性，加速石棉水泥的脱水速度。用作涂料增稠分散剂、锯石板材冷却剂以及陶瓷粘接剂，可用作墙板(纸)、石棉制品等的胶粘剂。可用作矿床、池塘、水坝、地基等的灌浆材料，可用于建筑物的填缝、修复及堵漏。用作隧道、水坝等工程堵水固沙的化学灌浆和水下、地下建筑物的防腐剂等。

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