聚丙烯酰胺的作用原理

1）絮凝作用原理：PAM用于絮凝時(shí)，與被絮凝物種類表面性質(zhì)，特別是動(dòng)電位，粘度 、濁度及懸浮液的PH值有關(guān)，顆粒表面的動(dòng)電位，是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的 PAM，通過電荷中和作用能使動(dòng)電位降低而凝聚。

）吸附架橋：PAM分子鏈固定在不同的顆粒表面上，各顆粒之間形成聚合物的橋，使 顆粒形成聚集體而沉降。

一、陰離子聚丙烯酰胺 對(duì)于懸浮顆粒，較粗、濃度高、粒子帶正電荷，PH值為中性或堿性的污水，由于陰離 子聚丙烯酰胺分子鏈中含有一定量極性基能吸附水中懸浮的固體粒子，使粒子間架橋形成大 的絮凝物。

二、陽離子聚丙烯酰胺 陽離子聚丙烯酰胺比陰離子或非離子型聚丙烯酰胺分子量低，這類絮凝劑的功能主要是 通過電荷中和作用絮凝帶負(fù)電荷的酸性或堿性污水中的微小顆粒，還具有除濁、脫色功能。

三、非離子聚丙烯酰胺 由于其分子鏈中含有一定量極性基因能吸附水中懸浮的固體粒子，使粒子間形成大的 絮凝物。 它加速懸浮液中的粒子的沉降，有非常明顯的加快溶液的澄清，促進(jìn)過濾等效果。

四、兩性離子聚丙烯酰胺 兩性離子聚丙烯酰胺因分子內(nèi)含陽離子基和陰離子基，此類絮凝劑可在大范圍的PH值 內(nèi)使用，具有更高的濾水性能。

聚丙烯酰胺是一種有機(jī)高分子絮凝劑，不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的摩擦阻力，可以分為陰離子、陽離子、非離子和兩性型。

聚丙烯酰胺為白色粉末或細(xì)小顆粒狀物，軟化溫度為210度，一般方法干燥時(shí)含有少量的水，干時(shí)又會(huì)很快從環(huán)境中吸取水分。

聚丙烯酰胺用于造紙主要是提高紙張的強(qiáng)度，提高填料等存留率。石油工業(yè)、采油、鉆井泥漿、廢泥漿處理、防止水竄、降低摩阻、提高采收率。用于防治上漿劑、廣泛適用于增稠、穩(wěn)定膠體、減阻、粘結(jié)、成膜、生物醫(yī)學(xué)材料等方面。甘蔗糖、甜菜糖生產(chǎn)中蔗汁澄清。污水處理方面也有廣泛使用，氣浮行業(yè)的氣浮法有效地用于污泥脫水。

我國(guó)聚丙烯酰胺的應(yīng)用早用于礦物精選，而后在制糖、造紙、鋼鐵、水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大。目前我國(guó)聚丙烯酰胺的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在石油開采、水處理、造紙、制糖、洗煤和冶金等領(lǐng)域，其消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：油田開采占81%，水處理占9%，造紙占5%，礦山占2%，其它占3%。

一、聚丙烯酰胺用于石油開采：

（a）聚丙烯酰胺用作驅(qū)油劑：

在提高石油采收率的三次采油方法中，用聚丙烯酰胺作驅(qū)油劑占有重要地位。聚合物作用是調(diào)節(jié)注入水的流變性，增加驅(qū)動(dòng)液粘度，改善水驅(qū)波發(fā)效率，降低地層中水相滲透率，使水與油勻速地向前流動(dòng)。采用膠束/聚合物驅(qū)油時(shí)，先將表面活性劑與助劑配成具有超低界面張力的微乳液注入注水井中，再注聚合物溶液，后注水。水呈柱塞流動(dòng)向前推進(jìn)，驅(qū)替分散在孔隙內(nèi)的殘余油，提高原油的釆收率。用于三次采油的聚丙烯酰胺一般質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-50%、相對(duì)分子質(zhì)量從幾十萬到千余萬。我國(guó)大型油田包括大慶、勝利、遼河、大港等已進(jìn)入開采中后期，采出油綜合含水率日趨提高。為穩(wěn)定我國(guó)東部油田產(chǎn)量，采用三次采油技術(shù)，提高釆油率，保證油田穩(wěn)產(chǎn)勢(shì)在必行。大慶油田已工業(yè)化推廣應(yīng)用聚丙烯酰胺驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，并取得較好增油效果。

（b）聚丙烯酰胺用作堵水調(diào)整劑：

在油田生產(chǎn)過程中，由于地層的非均質(zhì)性，常產(chǎn)生水浸問題，需要進(jìn)行堵水，其實(shí)質(zhì)是改變水在地層中的滲流狀態(tài)，以達(dá)到減少油田產(chǎn)水、保持地層能量、提高油田終采收率的目的。聚丙烯酰胺類化學(xué)堵水劑具有對(duì)油和水的滲透能力的選擇性，對(duì)油的滲透性降低可超過10%，而對(duì)水的滲透性減少可超過90%。選擇性堵水這一特點(diǎn)是其他堵水劑所沒有的，通常視地層類型選擇合適的聚丙烯酰胺分子量。均質(zhì)性好、平均滲透率高的油層，可選用中相對(duì)分子質(zhì)量5x106-7x106的聚丙烯酰胺；基巖滲透率低的裂縫性油層或滲透率變化大的油層，可選用高相對(duì)分子質(zhì)量10x107聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺在使用時(shí)可不交聯(lián)使用，也可與鋁鹽、鉻鹽、鋯鹽等交聯(lián)生成凝膠使用，還可添加某些樹脂以形成互容聚合物網(wǎng)絡(luò)，使之具有更高的耐溫性。該方法已在國(guó)內(nèi)碳酸鹽底水油藏高含水油田堵水中應(yīng)用，取得明顯效果。采用聚丙烯酰胺還可調(diào)整地層內(nèi)吸水剖面及封堵大孔道。實(shí)踐中已取得良好效果。

（c）聚丙烯酰胺用作鉆井液調(diào)整劑：

聚丙烯酰胺作為鉆井液調(diào)整劑，經(jīng)常使用部分水解聚丙烯酰胺Hp，它由聚丙烯酰胺水解而得。其作用是調(diào)節(jié)鉆井液的流變性，攜帶巖屑，潤(rùn)滑鉆頭，減少流體損失等。用聚丙烯酰胺調(diào)制的鉆井泥漿比重低，可減輕對(duì)油氣層的壓力和堵塞，容易發(fā)現(xiàn)油氣層，并有利于鉆進(jìn)，鉆進(jìn)速度比常規(guī)泥漿高19%，比機(jī)械鉆速高45%左右，此外，還可大大減少卡鉆事故，減輕設(shè)備磨損，并能防止發(fā)生井漏和坍塌（d）用作壓裂液添加劑。壓裂工藝是油田開發(fā)致密層的重要增產(chǎn)措施。亞甲基聚丙烯酰胺交聯(lián)而成的壓裂液，因具有高粘度、低摩阻、良好的懸砂能力、濾失性小、粘度穩(wěn)定性好、殘?jiān)?、貨源廣以及配制方便和成本低而被廣泛應(yīng)用網(wǎng)。

二、聚丙烯酰胺用于水處理：

聚丙烯酰胺的酰胺基可與許多物質(zhì)親和、吸附而形成氫鍵。高分子量聚丙烯酰胺在被吸附的粒子間形成“橋聯(lián)”，生成絮團(tuán)，有利于微粒下沉。聚丙烯酰胺類絮凝劑能適應(yīng)多種絮凝現(xiàn)象，其用量小，效率高，生成的泥渣少，后處理容易，對(duì)某些情況具有特殊的價(jià)值。我國(guó)的原水處理、城市污水處理和工業(yè)廢水處理行業(yè)都在不同程度地使用聚丙烯酰胺作為絮凝劑。聚丙烯酰胺是目前應(yīng)用廣、效能的高分子有機(jī)合成絮凝劑。

（3）聚丙烯酰胺用于造紙。

聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中主要應(yīng)用于兩方面：一是提高填料、顏料等的存留率，以降低原材料的流失和對(duì)環(huán)境的污染；二是提高紙張的強(qiáng)度包括干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。另外，使用聚丙烯酰胺還可以提高紙的抗撕性和多孔性，以改進(jìn)視覺和印刷性能。

（4）聚丙烯酰胺醫(yī)藥工業(yè)：

水凝膠的特點(diǎn)之一是，在某一臨界溫度下，它在水中的溶脹性隨溫度的微小變化發(fā)生激劇的突變、體積的變化可達(dá)幾十至幾百倍。這一性質(zhì)可用于水溶液的提濃過程，避免高溫，這對(duì)一些有機(jī)物或生物物質(zhì)提取很有價(jià)值。PAM水溶膠還可用于的控制釋放和酶的包埋、蛋白質(zhì)電泳、人工器官材料、接觸眼鏡片等。

（5）聚丙烯酰胺用于礦冶行業(yè)：

采礦過程中，通常使用大量水，后常需回收水中的有用固體，并將廢水凈化回收使用。應(yīng)用聚丙烯酰胺絮凝，可促進(jìn)團(tuán)粒的下沉、液體的澄清和泥餅的脫水，從而可提高生產(chǎn)效率，減少尾礦流失和水消耗，降低設(shè)備投資和加工成本，并避免環(huán)境污染。鈾礦提取是聚丙烯酰胺早的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，用酸或磺酸鹽溶液瀝取鈾礦石時(shí)，在瀝取物的濃縮和過濾中，添加聚丙烯酰胺處理非常有效。

（6）聚丙烯酰胺用于紡織、印染工業(yè)：

聚丙烯酰胺作為織物處理的上漿劑、整理劑，以及可生成柔順、防皺、防霉菌的保護(hù)層。利用它的吸濕性強(qiáng)的特點(diǎn)，能減少紡細(xì)紗時(shí)的斷張率。聚丙烯酰胺作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃。用作印染助劑時(shí)，聚丙烯酰胺可使產(chǎn)品附著牢度大、鮮艷度高，還可作為漂白的非硅高分子穩(wěn)定劑（7）聚丙烯酰胺其它應(yīng)用：

水敏性凝膠：聚丙烯酰胺水凝膠在水中的溶脹性在某一臨界溫度隨濕度的微小變化發(fā)生急劇的突變，體積變化可達(dá)幾十至幾百倍。這一性質(zhì)可應(yīng)用于某些水溶液的提濃，而免除使用高溫，對(duì)一些有機(jī)物質(zhì)或生物物質(zhì)的提取頗有價(jià)值。食品加工：聚丙烯酰胺可用于制糖工業(yè)用化學(xué)助劑，此外，可用于各種肉類、水果和蔬菜清洗水的凈化以及果酒和啤酒的澄清，使用高分子量的聚丙烯酰胺（水解度25%-30%，作為絮凝劑可用于糖漿澄清處理，可以盡可能多的除去非糖分，以提高質(zhì)量。電鍍工業(yè)：在電鍍液中，添加聚丙烯酰胺可使金屬沉淀均勻化，使鍍層更加光亮。

吸水性樹脂：高吸水性樹脂已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活，這類聚合物凝膠有較高的強(qiáng)度，吸水量可達(dá)自重的數(shù)百倍，甚至上千倍以上。近年由于生產(chǎn)尿不濕和衛(wèi)生巾的高吸水性樹脂需求增長(zhǎng)，對(duì)聚丙烯酰胺需求量也增長(zhǎng)很快。

聚丙烯酰胺分類聚丙烯酰胺產(chǎn)品簡(jiǎn)介：聚丙烯酰胺（PAM）為水溶性高分子聚合物，不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的摩擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。（注：聚丙烯酰胺不同于丙烯酰胺）水處理領(lǐng)域。

在水處理工業(yè)中的應(yīng)用主要包括原水處理、污水處理和工業(yè)水處理3個(gè)方面。在原水處理中，PAM與活性炭等配合使用，可用于生活水中懸浮顆粒的凝聚和澄清；在污水處理中。PAM可用于污泥脫水；在工業(yè)水處理中，PAM主要用作配方藥劑。在原水處理中，用有機(jī)絮凝劑PAM代替無機(jī)絮凝劑，即使不改造沉降池，凈水能力也可提高20%以上。工業(yè)廢水處理，特別是對(duì)于懸浮顆粒、較粗、濃度高、粒子帶陽電荷，水的PH值為中性或堿性的污水、鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理，效果。在污水處理中，采用PAM可以增加水回用循環(huán)的使用率。

石油采油領(lǐng)域。在石油開采中，PAM主要用于鉆井泥漿材料以及提高采油率等方面，廣泛應(yīng)用于鉆井、完井、固井、壓裂、強(qiáng)化采油等油田開采作業(yè)中，具有增粘、降濾失、流變調(diào)節(jié)、膠凝、分流、剖面調(diào)整等功能。目前我國(guó)油田開采已經(jīng)步入中后期，為提高原油采收率，改善油水流速比，使采出物中原油含量提高。我國(guó)由于特殊的地質(zhì)條件，大慶油田和勝利油田已經(jīng)開始廣泛采用聚合物驅(qū)油技術(shù)。

造紙領(lǐng)域。PAM在造紙領(lǐng)域中廣泛用作駐留劑、助濾劑、均度劑等。它的作用是能夠提高紙張的質(zhì)量，提高漿料脫水性能，提高細(xì)小纖維及填料的留著率，減少原材料的消耗以及對(duì)環(huán)境的污染等。PAM在造紙中使用的效果取決于其平均分子量、離子性質(zhì)、離子強(qiáng)度及其它共聚物的活性。非離子型PAM主要用于提高紙漿的濾性，增加干紙強(qiáng)度，提高纖維及填料的留著率；陰離子型共聚物主要用作紙張的干濕增強(qiáng)劑和駐留劑；陽離子型共聚物主要用于造紙廢水處理和助濾作用，另外對(duì)于提高填料的留著率也有較好的效果。此外，PAM還應(yīng)用于造紙廢水處理和纖維回收。

紡織領(lǐng)域在紡織工業(yè)中，PAM作為織物后處理的上漿劑、整理劑，可以生成柔順、防皺、耐霉菌的保護(hù)層。利用它的吸濕性強(qiáng)的特點(diǎn)，能減少紡細(xì)紗時(shí)的斷線率；PAM作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃；用作印染助劑時(shí)，PAM可使產(chǎn)品附著牢度大、鮮艷度高，還可以作為漂白的非硅高分子穩(wěn)定劑；此外，PAM還可以用于紡織印染污水的凈化。

其他領(lǐng)域在采礦、洗煤領(lǐng)域，采用PAM作絮凝劑可促進(jìn)采礦、洗煤回收水中固體物的沉降，使水澄清，同時(shí)可回收有用的固體顆粒，避免對(duì)環(huán)境造成污染；在制糖工業(yè)中，PAM可加速蔗汁中細(xì)粒子的下沉，促進(jìn)過濾和提高濾液的清澈度；在養(yǎng)殖工業(yè)中，PAM可改善水質(zhì)，增加水的透光性能，從而改善水的光合作用；在醫(yī)藥工業(yè)中，PAM可用作分離素的絮凝劑、用作藥片的賦型粘接劑以及工藝水澄清劑等；在建材工業(yè)中，PAM可用作涂料增稠分散劑、鋸石板材冷卻劑以及陶瓷粘接劑等；在農(nóng)業(yè)上，PAM作為高吸水性材料可用作土壤保濕劑以及種子培養(yǎng)劑等。在建筑工業(yè)中，PAM可以增強(qiáng)石膏水泥的硬度，加速石棉水泥的脫水速度。此外，PAM還可用作天然或合成皮革的保護(hù)涂層以及無機(jī)肥料的造粒助劑等。

洗煤池投加陰離子聚丙烯酰胺的數(shù)量是一個(gè)很講究的課題。如果加量過大的話，就造成了浪費(fèi)，如果加量不夠的話，就很難產(chǎn)生效果，因此正確合理的使用量應(yīng)該是千分之一到千分之二的比例，即1、2斤的酰胺，可以使用1000斤的水。按照這個(gè)指標(biāo)，在正常情況下，都可以在一定的時(shí)間內(nèi)，成功的將煤炭和水進(jìn)行分離，分離之后將表層的清水放出去，然后就留下了池子底部的煤泥，經(jīng)過晾曬和烘干，就可以當(dāng)正常的煤