聚丙烯酰胺(PAM)是一种线型高分子聚合物,其分类、特点及作用如下:
1. 分类:
按离子特性分类:
阴离子型聚丙烯酰胺(APAM):外观为白色粉粒,分子量在 600 万 - 2500 万之间,水溶解性好,能以任意比例溶解于水。常用于处理无机污泥,如钢铁厂废水、电镀厂废水、冶金废水、洗煤废水等。
阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM):分子量一般为 800 万 - 1200 万,具有强的吸附能力。常用于处理有机污泥或强碱性污泥,在医学、生物化学、纸浆制浆、纺织印染等领域也有广泛应用。
非离子型聚丙烯酰胺(NPAM):是水溶性高分子聚合物或聚电解质,分子链中含有一定量的极性基团,能加速悬浮液中颗粒的沉降。广泛应用于化工废水、废液的处理和城市污水处理等。
两性型聚丙烯酰胺(AM-PAM):分子链上同时带有正电荷和负电荷,适用于工业水处理、炼油厂和采矿等领域。
按分子量大小分类:
超高分子量聚丙烯酰胺:分子量极高,在一些对絮凝效果和增稠性能要求极高的领域有应用,如特殊的采油工艺、高端的造纸工业等。
高分子量聚丙烯酰胺:具有较高的分子量,在水处理、石油开采等常规应用中效果较好,能有效提高絮凝、增稠等性能。
中分子量聚丙烯酰胺:性能介于高分子量和低分子量之间,在一些对分子量要求不是特别高,但仍需要一定絮凝和增稠能力的场景中使用。
低分子量聚丙烯酰胺:分子量较低,通常在一些对分子量要求不高的领域,如涂料、胶粘剂等行业中作为添加剂使用,起到分散、增粘等作用。
2. 特点:
絮凝性:作为人工合成的高分子聚合物,可通过电中和、吸附架桥的作用使污水中的悬浮物快速凝聚沉降。
粘合性:能够通过机械的、物理的、化学的作用起到粘合效果,可将两种分离的材料连接在一起。
增稠性:在酸性和中性条件下都具有增稠作用,当 pH 值在 10 以上时易水解,呈半网状结构时增稠更明显。
降阻性:能有效地降低流体的摩擦阻力,水中加入微量聚丙烯酰胺就能降阻 50 - 80%。
稳定性:在广泛的 pH 范围内能维持其化学特性不变,适用于多种复杂环境。
水溶性:属于水溶性高分子聚合物,能迅速在水中分散形成均匀的溶液。
3. 作用:
水处理领域:在给水处理中,可作为助凝剂加速絮凝,快速沉淀,达到污水净化和除杂的效果;在废水处理中,可用于去除重金属离子、有机物等污染物。
造纸工业:一是提高填料、颜料等的存留率,降低原材料的流失和对环境的污染;二是提高纸张的强度(包括干强度和湿强度),还可提高纸的抗撕性和多孔性,以改进视觉和印刷性能。
石油工业:用于采油、钻井泥浆、废泥浆处理,可防止水窜、降低摩阻、提高采收率,在三次采油中应用广泛。
纺织工业:用作纺织上浆剂,可使浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。
其他领域:在食品行业,用于甘蔗糖、甜菜糖生产中蔗汁澄清及糖浆磷浮法提取;在日用化工中,可作为乳液状增稠、乳化和稳定剂;在建材工业中,可提高水泥质量、用作建筑业胶粘剂、填缝修复及堵水剂;在土壤改良、电镀、印染等工业中也有应用。