—、PAM的生產方式
聚丙烯酰胺(以下簡稱PAM)及其衍生物都是通 過丙烯酰胺的自由基聚合製成的均聚物或共聚物,其生 產方法具有多樣性,但多種生產方法對產品的要求是統 _的:要求相對分子質量可控,易溶於水以及殘存單體 少。PAM的主要生產方法包括以下幾種:水溶液聚合 法、反相乳液聚合法、反相微乳液聚合法、懸浮聚合 法、沉澱聚合法、輻射聚合法等。按照其規模生產的可 能性分為兩類:
1.適合大規模生產的生產方法
1.1水溶液聚合法
水溶液聚合法是PAM生產最原始的方法,其特點 是:生產效率比較高,操作方式比較簡單,所造成的環 境汙染也比較少。由於這些鮮明特點,水溶液聚合法目 前仍然是PAM的主要生產技術。
1.2反相乳液聚合
在便於散熱和低粘度介質中聚合條件下,采用濃單 體聚合是反相乳液聚合的特點。在運用反相乳液聚合方 法的時候要選擇適當的乳化劑係統,根據所用的溶劑、 乳化劑、引發劑的種類數量、溫度及攪拌速度不同,聚 合速率對各因素的依賴關係也不同。雖然反相乳液聚合 的操作過程比較好控製,適合大規模生產,但相對其他 方法而言,它的成本比較高,技術也相對複雜。
2.大規模生產受製約的生產方法
2.1反相微乳酸聚合法
與反相乳液聚合相比,反相微乳液聚合的乳液更加 穩定,膠乳粒徑的分布也更加均勻,具有明顯優勢。但 因為生產過程中所需要的表麵活性劑與單體成本太高, 因此其大規模的工業化生產存在一定的限製。
.2.2 懸浮聚合法
懸浮聚合法是在懸浮於水中的單體液滴內進行的, 一般采用強烈攪拌的方法。其優勢在於單體液滴都很 小,在水中分散得也比較均勻,具有很好的排除聚合熱 的功效。懸浮聚合在國內沒有被廣泛采用,還是由於其 聚合成本太高,同時操作安全性也不是特別大。
3.另外還有沉澱聚合法和輻射聚合法等等。
二、聚丙烯酰胺在我國的應用情況
聚丙烯酰胺大量工業化生產以後,在各行業中都有 比較廣泛的應用。主要集中在以下幾個行業領域:
1.聚丙烯酰胺在我國應用最廣的是石油開采行業。
PAM在石油開采行業的應用占國內總消費量的80°% 以上。由於石油資源的不可再生性,增油成為各大油田 的主要技術方向,大慶、勝利、中原、華北、遼河等大 型油田目前已經進入到石油開采的中後期,為了穩定石 油的產量,各種驅油技術被廣泛應用。在石油開采方 麵,聚丙烯酰胺具有增稠、絮凝和對流體變性的調節作 用,可用作鑽井泥漿的增稠劑、穩定劑和沉降絮凝劑。 將聚丙烯酰胺加入鑽井泥漿中,可以增加泥漿的稠度, 提高懸浮力,使泥漿分散均勻,控製失水,增加穩定 性,降低摩阻,提高固井速度;在三次采油中加入聚丙 烯酰胺,可增加驅油能力,提高油床開采收率;聚丙烯 酰胺用作壓裂液添加劑,可以增加粘度,提高懸砂能 力,降低濾失、減少摩阻;還可用作緩速劑、水油比例 控製劑、暫堵劑等。
2.水汙染處理也是我國目前聚丙烯酰胺的重要消費
領域。
隨著工業化的進_步發展,水汙染的治理將成為治 理環境汙染的重頭部分,這就表明聚丙烯酰胺在治理水 汙染方麵的運用空間還很大。我國目前水汙染治理形勢 是非常嚴峻的,與其他發達國家相比存在很大的差距。 而環境問題全球化,時刻威脅到人類的生存環境,這就 要求我們在環境整治方麵的力度要逐年加大,目前在我 國大城市的汙水處理廠已經將聚丙烯酰胺作為汙泥脫水 劑,用於汙泥脫水。而在我國的化工、冶金、煤礦、建 材等等行業的汙水處理中聚丙烯酰胺都被廣泛應用。在 汙水處理過程中,聚丙烯酰胺的多品種、多規格、用量 小、成本低、效率高等特點也被很好地體現了出來。
3.聚丙烯酰胺在造紙行業的廣泛運用
在造紙工業方麵,聚丙烯酰胺用作分散劑,可以改善 紙頁的均勻度;用作增強劑,能有效地提高紙張的強度; 用作助留劑、濾水劑、沉降劑,能提高填料和細小纖維的 存留率,加速脫水速度,還可沉澱汙水、減少汙染。
4.聚丙烯酰胺在其他行業中的應用
在高吸水性樹脂、水泥增強劑、粘合劑、皮革複鞣 劑等領域,聚丙烯酰胺也具有_定的需求量,尤其是近 幾年用於生產尿不濕和衛生巾的高吸水性樹脂市場發展 很快,對聚丙烯酰胺的需求量增加也較快。
在電解冶金或銅、鋅的電解精煉方麵,添加聚丙烯酰 胺,可改善金屬在陰極沉積的質量,並增加電流效率。
在采礦、洗煤方麵,采用聚丙烯酰胺作絮凝劑,可 促進固體沉降,使水澄清,同時可回收大量有用的固體 顆粒,避免對環境造成汙染。
在製糖業方麵,聚丙烯酰胺可加速蔗汁中細粒子下 沉,促進過濾和提高濾液清澈度。
在養殖業方麵,聚丙烯酰胺可改善水質,增加水的 透光性能,從而改善水的光合作用。
總結:聚丙烯酰胺作為"百業助劑"在各行各業都 有著廣泛的應用。我國聚丙烯酰胺的生產與國外先進水 平相比還存在很大的差距。要使我國聚丙烯酰胺係列產 品趕上和超過世界先進水平,必須不斷改進現有生產工 藝,提高技術水平,穩定產品質量,擴大產品品種。今 後,除了擴大聚丙烯酰胺在石油開采、水處理及造紙工 業上的應用外,還要大力開發聚丙烯酰胺在製糖、感光 材料、高吸水性樹脂、電鍍、船舶、陶瓷、礦冶等方麵 中的應用,以滿足各領域的需求。