聚丙烯酰胺(PAM)是一種線性聚合物,其產(chǎn)品主要分為干粉和膠體。按平均分子量可分為低分子量三類;按其結(jié)構(gòu)可分為非離子型、陰離子型和陽離子型,陰離子型多為PAM水崩解(HPAM)。聚丙烯酰胺主鏈上有大量的酰胺基團,可以改性制備許多聚丙烯酰胺的衍生物,具有很高的化學活性,產(chǎn)品已廣泛應用于造紙、選礦、采油、冶金、建材、污水處理等行業(yè)。
陰離子聚丙烯酰胺在中性和堿性介質(zhì)中具有高分子電解質(zhì)的特性,對鹽類電解質(zhì)敏感,能與高價金屬離子交聯(lián)形成不溶性凝膠。主要用于生活和生產(chǎn)用水、工業(yè)和城市污水處理,也可用于無機污泥脫水。陽離子聚丙烯酰胺水溶液是一種帶正電荷的聚合物電解質(zhì),能有效凝聚懸浮的有機膠體和有機物,并能強化固液分離過程。因此主要用于水中懸浮物和懸浮物的絮凝沉淀,或有機污泥的脫水。非離子型聚丙烯酰胺的大分子鏈中不含離子基團,但酰胺基可以與許多物質(zhì)產(chǎn)生氫鍵,如粘土、纖維素等,通過吸附橋聯(lián)而縮合。水處理中,聚丙烯酰胺通常以白色粉末狀顆粒使用,配制成0.1%~0.3%的水溶液,是一種均勻、透明、粘稠的溶液。溶解時,陰離子和陽離子聚合物需要攪拌1~1.5h,非離子聚合物需要攪拌2~3h。
聚丙烯酰胺的作用機理:一般認為聚丙烯酰胺的作用機理是吸附-電中和-架橋,但電中和不是主要機理。在絮凝過程中,當聚合物濃度較低時,吸附在一個顆粒表面的長鏈大分子可能同時吸附在另一個顆粒表面,兩個或兩個以上的顆粒會通過橋聯(lián)連接在一起,從而導致絮凝。這就是聚合物絮凝的架橋機理。架橋的必要條件是粒子上有一個空白表面。如果溶液中聚合物濃度很高,顆粒表面被吸附的聚合物完全覆蓋,顆粒就不會通過架橋而絮凝,此時聚合物就會起到保護作用。因此,高分子絮凝劑的用量存在一個合理范圍。如果超過合理范圍,絮凝效果會很差。
聚丙烯酰胺的應用:聚丙烯酰胺水凝膠在水中的溶脹性質(zhì)在某一臨界溫度下隨著濕度的輕微變化而突然變化,體積變化可達幾十到上百倍。這一特性對于某些有機或生物物質(zhì)的提取是有價值的,可應用于某些水溶液的濃縮,而無需使用高溫。聚丙烯酰胺還可用于各種肉類、水果和蔬菜的清潔水凈化以及果酒和啤酒的澄清,在制糖工業(yè)中可用作化學助劑。
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