聚丙烯酰胺的应用

第21卷第6期天津化工Vol 21 No62007年11月Tianjin Chemical IndustryNoy. 2007聚丙悕酰胶的应用毛欣,聂雅玲(煤炭科学研究总院抚顺分院,辽宁抚顺11312)摘要:本文主要介绍了聚丙烯酰胺在水处理、采油、造纸、医学、农业等领域的应用,并介绍了聚丙烯酰胺生产及消费现状。关键词:聚丙烯酰胺;应用;水处理;石油开采;造纸;医学;农业中图分类号:TQ3264文献标志码:C文章编号:1008-1267(2007)06-003903聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺均聚物或与其高絮体强度与沉降速度。聚丙烯酰胺形成的絮体强他单体共聚而得聚合物的统称,是水溶性高分子中度高,沉降性能好,从而提高固液分离速度,有利于应用最广泛的品种之一。由于聚丙烯酰胺结构单元污泥脱水;(4)循环冷却系统的防腐与防垢。聚丙烯中含有酰胺基、易形成氢键、使其具有良好的水溶酰胺的使用可大大减少无机絮凝剂的用量,从而避性和很高的化学活性,易通过接枝或交联得到支链免无机物质在设备表面的沉积,减缓设备的腐蚀与或网状结构的多种改性物,在石油开采、水处理、纺结垢。织、造纸、选矿、医药、农业等行业中具有广泛的应1.2采油中的应用用,有“百业助剂”之称。国外主要应用领域为水处聚丙烯酰胺是一类多功能的油田化学处理剂,理、造纸、矿山冶金等;国内目前用量最大的是采广泛用于石油开采的钻井、固井、完井、修井、压裂、油领域,用量增长最快的是水处理领域和造纸领域。酸化、注水、堵水调剖、三次采油作业过程中,特别1聚丙烯酰胺应用领域是在钻井、堵水调剖和三次采油领域叫。聚丙烯酰胺水溶液具有较高的粘度,有较好的增稠、絮凝和流1.1用作絮凝剂在水处理方面的应用变调节作用,在石油开采中用作驱油剂和钻井泥浆水处理包括原水处理污水处理和工业水处理调节剂。在石油开采的中后期,为提高原油采收率,等。在原水处理中与活性炭等配合使用,可用于生我国目前主要推广聚合物驱油和三元复合驱油技活水中悬浮颗粒的凝聚、澄清。用有机絮凝剂丙烯术。通过注入聚丙烯酰胺水溶液,改善油水流速比,酰胺代替无机絮凝剂,即使不改造沉降池净水能使采出物中原油含量提高。在三次采油中加入聚丙力也可提高20%以上;在污水处理中,釆用聚丙烯烯酰胺,可增加驱油能力,避免击穿油层,提高油床酰胺可以增加水回用循环的使用率,还可用作污泥开采收率。中国石油工业是聚丙烯酰胺的最大用脱水;工业水处理中用作一种重要的配方药剂。聚户,聚丙烯酰胺的科技进步促进了中国石油工业的丙烯酰胺在国外应用最大的领域是水处理国内在发展,石油工业的需求又加速了聚丙烯酰胺的科技此领域的应用正在推广。聚丙烯酰胺在水处理中的创新步伐与行业的发展主要作用吗:1.3造纸领域的应用(1)减少絮凝剂的用量。在达到同等水质的前聚丙烯酰胺在造纸领域广泛用作助留剂、助滤提下,聚丙烯酰胺作为助凝剂与其它絮凝剂配合使剂、均度剂等以提高纸张的质量料浆脱水性能细用,可以大大降低絮凝剂的使用量;在达到同等水小纤维及填料的留着率,减少原材料消耗及对环境质的前提下,聚丙烯酰胺作为助凝剂与其它絮凝剂的污中国煤化工匀度。聚丙烯酰配合使用,可以大大降低絮凝剂的使用量;(2)改善胺在水质。在饮用水处理与工业废水处理中,聚丙烯酰CNMHG面,一是提高填胺与无机絮凝剂配合使用,可明显改善水质;(3)提收稿日期:00508天津化工007年11月料、颜料等的存留率以降低原材料的流失和对环境壤颗粒和孔隙结构保持稳定,是土壤入渗率明显提的污染;二是提高纸张的强度。在纸料中加入聚丙高,增加土壤含水量。烯酰胺,能提高细小纤维和填料粒子在网上的留着1.5.2聚丙烯酰胺的防蚀功能研究率,加速纸料的脱水。聚丙烯酰胺的作用机理是浆降雨发生时,雨滴撞击土壤表面,分散土粒使料中的颗粒靠电中和或架桥而絮凝得以在滤布上其发生移动而产生溅蚀,同时由于雨滴的撞击作保留下来。絮块的形成也能使浆料中的水更易滤用,破坏表土结构堵塞土壤孔隙减少降雨人渗,出减少了纤维在白水中的流失量,减少环境污染,增加地表径流,经流汇集发生细沟侵蚀,使土壤的又有利于提高过滤和沉淀等设备的效率。流失量成倍甚至10倍多的增大。通过维护土壤表聚丙烯酰胺在造纸工业中主要用作增强剂助面的结构和增加团聚体的稳定性。抑制土壤结皮的留助滤剂。(1)聚丙烯酰胺用作助留助滤剂。聚丙烯形成是增加降雨入渗的有效方法之酰胺及其改性物是目前最常用的助留助滤剂。作为153聚丙烯酰胺对作物生长的影响及环境效应助流剂使用的主要是阴离子聚丙烯酰胺,这类助留研究剂可直接与纤维和填料形成静电吸附使之留着,同聚丙烯酰胺在防止水土流失的过程中增加了时亦可通过桥联作用与纤维结合。高相对分子质量土壤保水性和保肥性,改良了土壤,改善了土壤的的阴离子聚丙烯酰胺作为助留剂有更好的效果而通透性和抗旱能力给作物的增产提供了条件施在造纸中得到更广泛的应用。(2)聚丙烯酰胺用作用聚丙烯酰胺后,可以提高作物出苗率。聚丙烯酰增强剂。聚丙烯酰胺是一类优良的造纸增强剂,它胺能有效的减少径流损失特别是减少了吸附在土所带的酰胺基极易和浆料纤维素的羟基之间形成壤上的杀虫剂的损失和地表磷元素流入河流和湖的较多的氢键而是纸页得到增强。此外,聚丙烯酰泊的损失。从环境的角度来看使用聚丙烯酰胺有胺还应用于造纸生产的废水处理和纤维回收利于改善河水质量14医学领域的应用网1.6其他领域的应用在医学上,聚丙烯酰胺凝胶可用作非凝血酶原1.61采矿、洗煤领域粒化剂,外科,隐形眼镜原料,微胶囊的外层包复釆用聚丙烯酰胺作絮凝剂可促进采矿、洗煤回料,并用作制造高质量的止血拴,妇女卫生巾及小收水中的固体物沉降,使水澄清同时可回收有用的儿尿布,在医学领域,均聚物凝胶用于非凝血酶原固体颗粒并避免对环境造成污染。随着采煤的机械料和药物的载体。交联的部分水解聚丙烯酰胺可用化程度提高微细粒煤含量占有的比重越来越大,其于生化领域,粒度几百微米到几十微米的聚丙烯酰中一部分在洗选过程中造成恶性循环,要实现清水胺可用于色谱填料(例如凝胶色谱柱填料),可有效洗煤就必须加速煤泥水中的细粒煤的沉降,及时回地分离细胞色素等球形蛋白质。并能进一步对蛋白收系统中的细粒煤泥,确保低的循环水浓度。质脱盐、浓缩等。聚丙烯酰胺树脂经Manc反应聚丙烯酰胺是一种髙效的有机高分子絮凝剂,在酰胺基侧链上经亚甲基桥引入L-脯氨酸或L羟它常与无机凝聚剂复配用于选煤厂的煤泥水处理脯氨酸在与铜离子配位得到手性配体树脂,它对在选煤厂中,其主要用于:(1)在煤泥水深度净化浓系列DL氨基酸进行有效拆分。经 Hofmann降解缩机中,添加聚丙烯酰胺絮凝剂,加速煤泥的沉降,得到的聚乙烯胺树脂上手性氨基酸再与铜离子络降低溢流水浓度。(2)在真空过滤机或压滤机中添合,作为配体交换色谱的固定相,可对一系列氨基加聚丙烯酰胺絮凝剂,改善滤饼结构,降低滤饼水酸进行拆分,对芳香氨基酸的拆分效果尤佳,由于分,提高过滤速度。骨架的亲水性较强,大大缩短了拆分时间162纺织、印染工业中的应用1.5农业的应用聚丙烯酰胺代替淀粉和明胶用作纤维的浆料1.5.1对土壤物理性状的影响可使纸堆有祁好的楠棉性并眼显地降低浆料的消聚丙烯酰胺可有效改善土壤结构,使土壤大团耗量中国煤化工烯基团可作纤维聚体数目增加,增大土壤表面粗糙度,降低土壤容精整CNMH(水薄层,共案物所重,使土壤总孔隙率和毛管孔隙度上升,进而使土含的轻甲基基团可与纤维素中羧基基团形成交联第21卷第6期毛欣等:聚丙烯酰胺的应用的高分子网络结构,从而提高纤维的弹性及抗断裂聚丙烯酰胺最早用于矿物精选,而后在制糖造纸性。聚丙烯酰胺还可用作上浆剂织物整理剂等。利钢铁水处理等领域逐渐得到应用。目前我国聚丙用其吸湿性强的特点能减少纺细纱时的断线率。烯酰胺的应用领域主要集中在石油开采、水处理163制糖业的应用造纸制糖、洗煤和冶金等领域,其消费结构为:油聚丙烯酰胺可加速蔗汁中细粒子的下沉促进田开采占81%,水处理占9%,造纸占5%,矿山占过滤和提高滤液清澈度2%,其它占3%。164在建材工业中的应用聚丙烯酰胺可用作涂料增稠分散剂锯石板材3结束语冷却剂以及陶瓷粘接剂等。聚丙烯酰胺作为一种多功能化工产品,在世界此外,聚丙烯酰胺还广泛应用于陶瓷、化肥、油范围内其用量正以平稳的速度增长。我国聚丙烯酰漆、涂料等行业。胺的应用水平与发达国家尚有较大差距,要使我国2聚丙烯酰胺应用及消费现状聚丙烯酰胺的系列产品赶上和超过世界先进水平还需改进现有生产工艺,提高技术水平,稳定产品目前世界上聚丙烯酰胺的总生产能力约为55质量。使具有“百业助剂”之称的聚内烯酰胺更好的万ta,总产量约为50万ta,美国、日本、欧洲是聚为我国的工业发展做贡献。丙烯酰胺的主要生产国家和地区,其生产能力约占参考文献:世界总生产能力的7%同。各国聚两烯酰胺的消费方道斌郭睿威哈润华丙烯酰胺聚合物化学工业结构有所不同,美国和西欧主要用于水处理在造出版社,2006:378-379纸方面应用所占比例相对较小,而日本则主要用于[2]王景霞新型环保高分子絮凝剂合成及应用研究叫]硕遺纸工业。美国聚丙烯酰胺的消费结构为:水处理士论文,2002:29占60%,造纸占25%,矿山占11%,其它占4%;日本[3]陈晓蕾.共聚法合成阴离子型聚丙烯酞胺石油驱油剂的研究D硕士论文,2004:13-14.聚丙烯酰胺的消费结构为:水处理占45%,造纸占4]员学锋,吴普特,冯浩聚丙烯酞胺(PAMD的改土及增32%,矿山占8%,石油古12%,其它占3%;西欧聚产效应小水土保持研究,2002,9(2):55-58丙烯酰胺的消费结构为:水处理占2%,造纸占[5]肇普兴夏海江聚丙烯酰胺的保土保水保肥及改土增56%,石油占11%,其它占4%。我国聚丙烯酰胺产产作用水土保持研究,1997,4(4):98-104品的开发始于20世纪50年代末期,1962年上海天6]张达生朱圣贤案丙烯酰胺的生产现状油气田地面原化工厂建成我国第一套聚丙烯酰胺生产装置,生工程,2004,23(8):60-61产水溶胶产品随后吉化公司研究院、中科院广州7任雪梅聚丙烯酰胺的生产与应用现状湿法冶金,化学所也研制成功聚丙烯酰胺并投入生产。在我国2005,24(3):128-131接第29页(27):1-2.of 1, 3-dialkylimidazium tetraaluorabrate ionic liquids using[3] NAMBOODIRI VV, VARMA R S. An improved preparationmicrowaves[].Tetrahedron Letters 2002, 43: 5381-5383Synthesis and characterization of imidazolium-based ionic liquidsHUANG Yi-boDepartment of Application Chemistry, Changzhou Institute of Engineering and Technology, JIansu Changzhou213000, China)Abstract: The intermediate 1-buty1-3-methylimidazolitmethylimidazolium and I-butylbromide; 1-butyl-3-methylimily工中国煤化工m时were synthesized with anion exchange reaction. The structuresC N MH Gonfirmed by FT-IRand"HNMR, the purity of products were determined to be all above 99.0% with HPLC methodKey words: ionic liquid; [BMIMBF4[BMIMJPF& synthesis; characterization