聚丙烯酰胺及其衍生物

聚丙烯酰胺及其衍生物第一頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五第一章

聚丙烯酰胺的特性

物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)PAM的作用原理簡介使用特性第二頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五物理性質(zhì)聚丙烯酰胺（Polyacryamide，簡稱PAM），亦稱三號凝聚劑，由丙烯酰胺單體聚合而成，是一種水溶性線型高分子物質(zhì)，產(chǎn)品外觀為白色粉末，無臭，易溶于水，幾乎不溶于苯，乙醚、酯類、丙酮等一般有機溶劑，其水溶液幾近透明的粘稠液體，屬非危險品，無毒、無腐蝕性，固體PAM有吸濕性，吸濕性隨離子度的增加而增加，PAM熱穩(wěn)定性好；平均分子量從數(shù)千到數(shù)千萬以上沿鍵狀分子有若干官能基團，在水中可大部分電離，屬于高分子電解質(zhì)。加熱到100℃穩(wěn)定性良好，但在150℃以上時易分解產(chǎn)中氮氣，在第三頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五分子間發(fā)生亞胺化作用而不溶于水，密度（克）毫升23℃1.302。玻璃化濕度153℃，PAM在應(yīng)力作用下表現(xiàn)出非牛頓流動性。

單體丙烯酰胺化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡陔p鍵及酰胺基處可進行一系列的化學(xué)反應(yīng)，采用不同的工藝，導(dǎo)入不同的官能基團，可以得到不同電荷產(chǎn)品：陰離子、陽離子、非離子、兩性離子聚丙烯酰胺。根據(jù)它可離解基團的特性分為陰離子型（如--COOH,--SO3H,--OSO3H等）陽離子型（如--NH3OH,--NH2OH,-CONH3OH)和非離子型。第四頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五化學(xué)性質(zhì)1、水解反應(yīng)

PAM在80—100堿性條件下，可以通過它的酰胺基水解而轉(zhuǎn)化為含有羧基的聚合物，這種聚合物和丙烯酰胺-丙烯酸鈉共聚物的結(jié)構(gòu)相似。反應(yīng)式如下：

由于水解產(chǎn)物中還含有酰胺基團，這表示酰胺基并未完全水解，因此這種水解產(chǎn)物稱為部分水解PAM。工業(yè)生產(chǎn)中，常采用在AM聚合前的溶液中加進堿，或者在聚合后的PAM膠體中拌進堿制造部分水解的的PAM。用這種方法很容易得到水解第五頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五度為30％(物質(zhì)的量分數(shù))的陰離子PAM產(chǎn)品。但要制備高水解度(特別是70以上)的陰離子PAM產(chǎn)品時，要用AM和丙烯酸鈉共聚的方法。2、

交聯(lián)反應(yīng)PAM與甲醛水溶液在酸性條件下共熱可發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，分子間的酰胺基通過亞甲基而交聯(lián)成不溶性凝膠。反應(yīng)式如下：

凝膠生成速率隨PAM和甲醛的濃度及溫度增加而增加，乙二醛、脲醛樹脂、密胺樹脂、酚醛樹脂等均可與PAM發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。

第六頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五3、羥甲基化反應(yīng)在堿性條件下，PAM水溶液與甲醛在40-60℃可生羥甲基化反應(yīng)。反應(yīng)式如下：

PAM和甲醛的羥甲基化反應(yīng)在酸性和堿性條件下均可進行，在堿性條件(pH值8～10)時反應(yīng)速率很快；而在酸性條件下反應(yīng)進行得較慢。因為這時大多數(shù)甲醛都以鏈狀形式存在，降低了其有效濃度。在高pH值下，上述反應(yīng)在室溫下也能進行，若加熱到100℃以上則發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，生成不溶性凝膠。第七頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五4、磺甲基化反應(yīng)PAM與亞硫酸氫鈉和甲醛在堿性條件下反應(yīng)，可在酰胺基上引入磺甲基生成陰離子衍生物——磺甲基化PAM。反應(yīng)式如下：5、霍夫曼降解反應(yīng)PAM可與次鹵酸鹽(如次氯酸鈉或次溴酸鈉)在堿性條件下反應(yīng)，該反應(yīng)稱為霍夫曼降解反應(yīng)。反應(yīng)式如下：第八頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五6、胺甲基化反應(yīng)PAM與甲醛和胺在堿性條件下作用，可生成N-甲基化丙烯酰胺聚合物，該反應(yīng)稱曼尼奇反應(yīng)。反應(yīng)式如下：

第九頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五PAM的作用原理簡介1、絮凝作用原理：PAM用于絮凝時，與被絮凝物種類表面性質(zhì)，特別是動電位，粘度、濁度及懸浮液的PH值有關(guān)，顆粒表面的動電位，是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的PAM，能速動電位降低而凝聚。2、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。

3、表面吸附：PAM分子上的極性基團顆粒的各種吸附。

4、增強作用：PAM分子鏈與分散相通過種種機械、物理、化學(xué)等作用，將分散相牽連在一起，形成

網(wǎng)狀，從而起增強作用。

第十頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五使用特性

絮凝性：PAM能使懸浮物質(zhì)通過電中和，架橋吸附作用，起絮凝作用。

粘合性：能通過機械的、物理的、化學(xué)的作用，起粘合作用。

降阻性：PAM能有效地降低流體的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50-80%。

增稠性：PAM在中性和酸條件下均有增稠