聚丙烯酰胺的合成和应用及其发展

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1、聚丙烯酰胺（PAM）的合成和应用及其发展（专业：环境科学班级：101班姓名：张亚峰学号：101505019）摘要：本文主要介绍聚丙烯酰胺（PAM）的合成、应用及其发展。关键词：PAM合成应用发展•••刖吕随着上世纪工业的迅速发展，资源等人类赖以生存的物质基础被大幅度地不合理利用或破坏，某些稀有资源线已出现枯竭的局面。步入二十一新世纪，全球经济飞速发展，致使人类社会所面临的人口增长、环境污染、资源匮乏等全球性问题H益趋于明显和严峻，并引发和激化了诸多方面的矛盾和危机，为了缓解或者解决这些问题，人们把希望

2、寄托于科技。著有“百业助剂”Z称的聚丙烯酰胺（Polyacrylamide,简称PAM）因其优良的性能和现阶段人们可以承受的经济水平，作为一类重要的具有多方面应用的絮凝剂、增稠剂、减阻剂、泥浆处理剂、表面活性剂、土壤改良剂、水土保湿剂、种子包衣剂、纸力增强剂等被广泛用于石油开采、水处理、纺织、造纸、选矿、医药、农业等行业。本文首先介绍PAM的合成，其次着重阐述PAM在上述行业方面的应用和发展。1PAM概述聚丙烯酰胺是丙烯酰胺（AM）均聚或与其它单体共聚而成的含量在50%以上的线型水溶性高分子化学品的总

3、称。聚丙烯酰胺有粉末状、胶体状和乳液状三种产品，无色无味、无臭，外观呈白色或微黄色，易溶于水，几乎不溶于苯、乙噬、酯类、丙酮等一般有机溶剂，其水溶液接近透明的粘稠液体，无毒、无腐蚀性：固体PAM具有吸湿性，热稳定性良好，但在12CTC以上会分解产生NH3、CO、H2o由于单体丙烯酰胺CH2=CHCONH2的化学性质非常活泼，因此可以在其双键及酰胺基处通过一系列的化学反应引入不同的官能基团，从而可以得到不同类型的聚丙烯酰胺。按其离子特性可分为阳离子型、阴离子型、非离子型、两性聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺的分子

4、结构为：_^-ch-chA；结构式中的n值为2x2〜9xl04,故聚丙烯酰胺口分子量一般为1.5X106〜6xl06,可分为低分子量、中分子量、高分子量和超高分子量聚前烯酰胺。2PAM的合成冃前，国内外合成聚丙烯酰胺的方法普遍一致，其基本原理都是基于丙烯酰胺在引发剂的作用下，发生自市基聚合反应，生成聚丙烯酰胺。聚合方法按单体在介质中的分散状态分类主要有溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合和本体聚合。按单体和聚合物的溶解状态分类可分为均相聚合和非均相聚合。其中，丙烯酰胺的自由基聚合主要分为均相水溶液聚合法、反相

5、乳液聚合法、悬浮聚合法等。聚合过稈屮采用的引发剂主要是一些键能较低（通常为100〜150kJ/mol）、易分解的化学物质（常见的有、（NH4）S2O8））,它们可以在一些物理因素的作用下化学键发生断裂，产生自由基，进而与丙烯酰胺单体进行共聚或均聚反应生成聚丙烯酰胺。后期还可通过聚丙烯酰胺屮特殊的酰胺基所具有的化学性质进行改性，引进竣基等基团形成其它类型的聚丙烯酰胺。所涉及到的物理因素有各种辐射、光（可见光和紫外线）、超声波、磁。2.1合成机制工业上最早采用并R沿用至今的生产方法是丙烯酰胺的溶液聚合法。

6、溶液聚合是由单体、引发剂、溶剂组成的聚合体系。该法生产聚丙烯酰胺有较长的历史，由于其操作工艺简单，生产成本较低，操作安全方便，不必回收溶剂、环境污染少、且聚合物产率高、易获得高特性粘数聚合物等多重优点，迄今仍有不少生产厂家在沿用。下面以引发剂K2S2O8为例，通过化学反应方程式说明聚丙烯酰胶的溶液聚合反应过程。链引发阶段：K2S2O4►2K++2SO4SO42CH2——CH*►SO42-CH3+SO42_^x^CHCH2显然，聚丙烯酰胺的合成反应自rti基反应。由于聚丙烯酰胺生产过程屮的聚合热难以散去

7、，使体系温度升髙，为了获得高分子量的产品，人们将适用于不同温度范I韦I的引发剂复合使用，即所谓的复合引发。该体系既可降低聚合前期的引发温度，也可提高后期的聚合转化率。如：NaHSCh、CH3NaO3S-2H2Oo*conh2conh2so42^+ch2^=ch►SO

8、2合成工艺流程PAM产品主要有水溶液胶体、粉末状和乳液三大剂型。但粉状PAM产品因其使用、贮存和运输方便等原因，目前为国内外所普遍使用。其一般生产工艺流程可用下图表示：伽釜活性剂引发理氮气►去氧的AM水溶液►聚合槽►PAM+粉机A筛分机►粉和AM包装粉林—»PAM产品3PAM的应用3.1阳离子型聚丙烯酰胺的应用1.用于水处理：污泥脱水时，可根据污泥性质选用不用型号的阳离子型聚丙烯酰胺，它具有絮团大，不粘滤布，压滤时不散，泥饼较厚，脱水率高，泥饼含水率低等