一起来了解“百业助剂”——聚丙烯酰胺

     聚丙烯酰胺由于结构中含有大量的酰胺基，易形成氢键，从而具有较好的稳定、絮凝作用，在污水处理、石油开采、造纸工业等行业都有十分广泛的应用，素有“百业助剂”之称。聚丙烯酰胺又易于进行化学改性，可以制备功能性聚丙 烯酰胺材料，例如在聚丙烯酰胺中引入少量疏水基团可得到疏水缔合型聚丙烯酰胺，此类聚丙烯酰胺对温度、pH 等因素表现出特殊的性质，可做成智能聚合物; 交联型聚丙烯酰胺有较好的吸水性，可以制备水凝胶与高吸水树脂，在生物医药、整形等领域有着重要的应用与研究。随着我国经济的发展，聚丙烯酰胺产品的消费不断增长。我国聚丙烯酰胺产品主要消费在石油开采领域，欧美国家主要消费在水处理领域，日本主要消费在造纸工业，但是随着我国对环保要求的不断提高，聚丙烯酰胺在水处理领域的消费也呈现出较大的增长。

      聚丙烯酰胺(PAM) 是丙烯酰胺均聚物及共聚物的统称，主要包括非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)、阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM) 、阴离子聚丙烯酰胺( APAM) 、两性聚丙烯酰胺( AmPAM) 等 4类。主要作用分别如下：

1. 阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)：CPAM 是一类应用广泛、性能较好的干强剂、助留剂、助滤剂和絮凝剂，主链上有活泼的酰胺基和双键，通过电性中和、吸附架桥和包络作用来使固体颗粒脱稳、絮凝。作为造纸过程中的助留助滤剂使用，可以减少纤维的流失量和对环境的污染，同时也有利于提高过滤和沉淀等过程的效率。

2. 阴离子聚丙烯酰胺( APAM)：阴离子型聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺单体与丙烯酸的共聚物，或由非离子型聚丙烯酰胺水解改性而得，结构中含有-COOH、-SO₃H、-OSO₃等基团。目前 APAM 已广泛用于采油、造纸、选矿、洗煤、冶金、建材、食品加工、土壤改良等领域，尤其在工业水处理方面得到了极大应用。

3. 两性聚丙烯酰胺( Am PAM)：两性聚丙烯酰胺一般是指在大分子链节上同时含有正、负两种电荷基团的水溶性高分子，其具有良好的水溶性，同时阴离子基团对阳离子基团起着保护作用，能够排斥在纸浆体系中存在的“杂质阴离子”

4. 非离子型聚丙烯酰胺( NPAM)：NPAM 是一种分子量在 200-1200 万具有水溶性的高分子聚电解质，由于其分子链中含有一定数量的极性基团，它能通过吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物。所以，它可加速悬浮液中粒子的沉降，加快溶液澄清。

聚丙烯酰胺产品作为高分子分散剂或高分子絮凝剂，可以使体系稳定或者是体系中的粒子絮凝沉淀，在水处理、石油开采工业、造纸等领域有着重要作用。

1、在水处理中应用

随着人们对环保的日益重视，聚丙烯酰胺产品在水处理领域的消费日益增加。目前，聚丙烯酰胺主要在给水处理与污水处理中作为助凝剂和絮凝剂使用，具有降低絮凝剂的用量，提高废水处理的质量，增加水处理效率，减少水垢的生成，保护处理设备等优点。聚丙烯酰胺处理水质的效果主要受到水温、pH 值、搅拌速率和时间等因素的影响。Y采用冷冻干燥的方法制备了新型多孔阳离子聚丙烯酰胺 /氧化石墨烯气凝胶，并将其应用在水溶液中对碱性颜料的吸附进行研究，发现此吸附过程是一个吸热过程，而且溶液的pH 值、吸附剂用量、接触时间、温度对吸附效果有较大的影响，当溶液 p H 值从 2.6 增加到 8.9，吸附率相应地从 90% 增加到 99%，计算吸附量可达到 1034. 3mg / g，此外该吸附系统符合准二级动力学模型。

2.在石油开采工业中的应用

我国聚丙烯酰胺产品主要消费在油田化学处理领域。聚丙烯酰胺作为降滤失剂、絮凝剂、稀释剂、堵漏剂在石油开采的钻井、酸化、堵水、三次采油等工艺中有重要的应用。聚丙烯酰胺的研究和发展，对石油工业的发展与进步有着重大的影响。黄原胶/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸( AMPS) /膨润土三元复合型油田堵水剂，20 ℃ 时吸水可达 1677 g /g，放置 12 h 后吸水率仍可以到达 20% 以上，20 ℃ 时对0.9% 氯化钠溶液吸收达到 165 g / g，而且此堵水剂具有较好的耐热性。将 β-环糊精结构引入聚丙烯酰胺中，合成了一种阴离子聚丙烯酰胺与一种阳离子聚丙烯酰胺，研究发现由于引入了环糊精结构，因而提高了聚丙烯酰胺的表面张力、耐盐性、剪切强度、耐热性以及增粘作用，其中阳离子聚丙烯酰胺更适合应用到高温、高盐的油田石油回收。

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