—、PAM的生產(chǎn)方式
聚丙烯酰胺(以下簡(jiǎn)稱(chēng)PAM)及其衍生物都是通 過(guò)丙烯酰胺的自由基聚合制成的均聚物或共聚物,其生 產(chǎn)方法具有多樣性,但多種生產(chǎn)方法對(duì)產(chǎn)品的要求是統(tǒng) _的:要求相對(duì)分子質(zhì)量可控,易溶于水以及殘存單體 少。PAM的主要生產(chǎn)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、沉淀聚合法、輻射聚合法等。按照其規(guī)模生產(chǎn)的可 能性分為兩類(lèi):
1.適合大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)方法
1.1水溶液聚合法
水溶液聚合法是PAM生產(chǎn)最原始的方法,其特點(diǎn) 是:生產(chǎn)效率比較高,操作方式比較簡(jiǎn)單,所造成的環(huán) 境污染也比較少。由于這些鮮明特點(diǎn),水溶液聚合法目 前仍然是PAM的主要生產(chǎn)技術(shù)。
1.2反相乳液聚合
在便于散熱和低粘度介質(zhì)中聚合條件下,采用濃單 體聚合是反相乳液聚合的特點(diǎn)。在運(yùn)用反相乳液聚合方 法的時(shí)候要選擇適當(dāng)?shù)娜榛瘎┫到y(tǒng),根據(jù)所用的溶劑、 乳化劑、引發(fā)劑的種類(lèi)數(shù)量、溫度及攪拌速度不同,聚 合速率對(duì)各因素的依賴(lài)關(guān)系也不同。雖然反相乳液聚合 的操作過(guò)程比較好控制,適合大規(guī)模生產(chǎn),但相對(duì)其他 方法而言,它的成本比較高,技術(shù)也相對(duì)復(fù)雜。
2.大規(guī)模生產(chǎn)受制約的生產(chǎn)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(wěn)定,膠乳粒徑的分布也更加均勻,具有明顯優(yōu)勢(shì)。但 因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中所需要的表面活性劑與單體成本太高, 因此其大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)存在一定的限制。
.2.2 懸浮聚合法
懸浮聚合法是在懸浮于水中的單體液滴內(nèi)進(jìn)行的, 一般采用強(qiáng)烈攪拌的方法。其優(yōu)勢(shì)在于單體液滴都很 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(guó)內(nèi)沒(méi)有被廣泛采用,還是由于其 聚合成本太高,同時(shí)操作安全性也不是特別大。
3.另外還有沉淀聚合法和輻射聚合法等等。
二、聚丙烯酰胺在我國(guó)的應(yīng)用情況
聚丙烯酰胺大量工業(yè)化生產(chǎn)以后,在各行業(yè)中都有 比較廣泛的應(yīng)用。主要集中在以下幾個(gè)行業(yè)領(lǐng)域:
1.聚丙烯酰胺在我國(guó)應(yīng)用最廣的是石油開(kāi)采行業(yè)。
PAM在石油開(kāi)采行業(yè)的應(yīng)用占國(guó)內(nèi)總消費(fèi)量的80°% 以上。由于石油資源的不可再生性,增油成為各大油田 的主要技術(shù)方向,大慶、勝利、中原、華北、遼河等大 型油田目前已經(jīng)進(jìn)入到石油開(kāi)采的中后期,為了穩(wěn)定石 油的產(chǎn)量,各種驅(qū)油技術(shù)被廣泛應(yīng)用。在石油開(kāi)采方 面,聚丙烯酰胺具有增稠、絮凝和對(duì)流體變性的調(diào)節(jié)作 用,可用作鉆井泥漿的增稠劑、穩(wěn)定劑和沉降絮凝劑。 將聚丙烯酰胺加入鉆井泥漿中,可以增加泥漿的稠度, 提高懸浮力,使泥漿分散均勻,控制失水,增加穩(wěn)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(qū)油能力,提高油床開(kāi)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 控制劑、暫堵劑等。
2.水污染處理也是我國(guó)目前聚丙烯酰胺的重要消費(fèi)
領(lǐng)域。
隨著工業(yè)化的進(jìn)_步發(fā)展,水污染的治理將成為治 理環(huán)境污染的重頭部分,這就表明聚丙烯酰胺在治理水 污染方面的運(yùn)用空間還很大。我國(guó)目前水污染治理形勢(shì) 是非常嚴(yán)峻的,與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在很大的差距。 而環(huán)境問(wèn)題全球化,時(shí)刻威脅到人類(lèi)的生存環(huán)境,這就 要求我們?cè)诃h(huán)境整治方面的力度要逐年加大,目前在我 國(guó)大城市的污水處理廠(chǎng)已經(jīng)將聚丙烯酰胺作為污泥脫水 劑,用于污泥脫水。而在我國(guó)的化工、冶金、煤礦、建 材等等行業(yè)的污水處理中聚丙烯酰胺都被廣泛應(yīng)用。在 污水處理過(guò)程中,聚丙烯酰胺的多品種、多規(guī)格、用量 小、成本低、效率高等特點(diǎn)也被很好地體現(xiàn)了出來(lái)。
3.聚丙烯酰胺在造紙行業(yè)的廣泛運(yùn)用
在造紙工業(yè)方面,聚丙烯酰胺用作分散劑,可以改善 紙頁(yè)的均勻度;用作增強(qiáng)劑,能有效地提高紙張的強(qiáng)度; 用作助留劑、濾水劑、沉降劑,能提高填料和細(xì)小纖維的 存留率,加速脫水速度,還可沉淀污水、減少污染。
4.聚丙烯酰胺在其他行業(yè)中的應(yīng)用
在高吸水性樹(shù)脂、水泥增強(qiáng)劑、粘合劑、皮革復(fù)鞣 劑等領(lǐng)域,聚丙烯酰胺也具有_定的需求量,尤其是近 幾年用于生產(chǎn)尿不濕和衛(wèi)生巾的高吸水性樹(shù)脂市場(chǎng)發(fā)展 很快,對(duì)聚丙烯酰胺的需求量增加也較快。
在電解冶金或銅、鋅的電解精煉方面,添加聚丙烯酰 胺,可改善金屬在陰極沉積的質(zhì)量,并增加電流效率。
在采礦、洗煤方面,采用聚丙烯酰胺作絮凝劑,可 促進(jìn)固體沉降,使水澄清,同時(shí)可回收大量有用的固體 顆粒,避免對(duì)環(huán)境造成污染。
在制糖業(yè)方面,聚丙烯酰胺可加速蔗汁中細(xì)粒子下 沉,促進(jìn)過(guò)濾和提高濾液清澈度。
在養(yǎng)殖業(yè)方面,聚丙烯酰胺可改善水質(zhì),增加水的 透光性能,從而改善水的光合作用。
總結(jié):聚丙烯酰胺作為"百業(yè)助劑"在各行各業(yè)都 有著廣泛的應(yīng)用。我國(guó)聚丙烯酰胺的生產(chǎn)與國(guó)外先進(jìn)水 平相比還存在很大的差距。要使我國(guó)聚丙烯酰胺系列產(chǎn) 品趕上和超過(guò)世界先進(jìn)水平,必須不斷改進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)工 藝,提高技術(shù)水平,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量,擴(kuò)大產(chǎn)品品種。今 后,除了擴(kuò)大聚丙烯酰胺在石油開(kāi)采、水處理及造紙工 業(yè)上的應(yīng)用外,還要大力開(kāi)發(fā)聚丙烯酰胺在制糖、感光 材料、高吸水性樹(shù)脂、電鍍、船舶、陶瓷、礦冶等方面 中的應(yīng)用,以滿(mǎn)足各領(lǐng)域的需求。