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1、PAM申華原料規(guī)格： 申華化學(xué)工業(yè)有限公司 原料規(guī)格表 M40-RAD-01 RAW MATERIAL SPECIFICATION 1、原料名稱（Material） 原料編號(hào)（Code No.） M-4030 版別：1.0 原料名稱（Material） 聚丙烯酰胺(部分水解)〖Polyacrylamide (PAM)〗 2、規(guī)格項(xiàng)目（Specifications） 規(guī)格項(xiàng)目（Specifications） 指標(biāo)（Limits） 測(cè)試方法（Test Method） Appearance White Grain Total Solid / % ≥90

2、 Solubilization Speed / hr ≤1.5 Anion Content / % 20-30 即水解度 Free Monomer / % ≤0.05 3、分子式（Formula） [CH2CH]m[CH2CH]n C＝O C＝O NH2 O Na 4、分子量（Molecular Weight）：3000,000-13000,000 聚丙烯酰胺(cpolyacrylamids)簡(jiǎn)稱PAM，是一種線型

3、高分子聚合物，是水溶性高分子化合物中應(yīng)用最為廣泛的品種之一，聚丙烯酰胺和它的衍生物可以用作有效的絮凝劑，增稠劑，紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，以及液體的減阻劑等，廣泛應(yīng)用于水處理、造紙、石油、煤礦、礦冶、地質(zhì)、輕紡，建筑等工業(yè)部門。 一、市售產(chǎn)品規(guī)格及主要技術(shù)指標(biāo) 技術(shù)指標(biāo)名稱 PAM 陰離子 PAM 非離子 PAM 陽(yáng)離子 PAM 復(fù)合離子 外觀 白色或微黃色粉末 粒徑，mm < 2 固含量(%) ≥ 88 溶速(mim) ≤ 1.5 不溶物(%) ≤ 2 分子量(萬) 500-2400 300-600 300-800 800-1500 水解度(%) 13-30

4、 5-15 離子度5-50 10-20 注：根據(jù)用戶要求，分子量控制在表格所定指標(biāo)的范圍內(nèi)根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格面議 加強(qiáng)混凝作用 ⑴ 聚合氯化鋁（PAC） 聚合氯化鋁又名堿式氯化鋁或羥基氯化鋁。它是以鋁灰或含鋁礦物作為原料，采用酸溶或堿溶法加工制成。其分子式為 [Al2(OH)nCl6-n]m ，其中m為聚合度，單體為鋁的羥基配合物 Al2(OH)nCl6-n ，通常n=1~5，m≤10。聚合氯化鋁溶于水后，即形成聚合陽(yáng)離子，對(duì)水中膠粒起電中和及架橋作用。由于藻類多帶負(fù)電荷，PAC能較有效地使藻類與其它膠體顆粒脫穩(wěn)絮凝。但是，原水含藻量過高時(shí)，形成的絮體較松散，不易下沉，不利于

5、后續(xù)去除。 ⑵ 聚丙烯酰胺（PAM） 聚丙烯酰胺是非離子型聚合物，是目前使用最為廣泛的人工合成有機(jī)高分子混凝劑和助凝劑。其分子式為： 　 聚丙烯酰胺的聚合度可高達(dá)20000~90000，相應(yīng)的分子量高達(dá)150萬~600萬。它的混凝效果在于對(duì)固體表面具有強(qiáng)烈的吸附作用，在膠粒間形成橋聯(lián)。聚丙烯酰胺每一鏈節(jié)中均含有一個(gè)酰胺基（－CONH2）。由于酰胺基之間的氫鍵作用，線形分子往往不能充分伸展開來，致使架橋作用削弱。為此，通常將PAM在堿性條件下（pH＞10）進(jìn)行部分水解，生成陰離子型聚合物（HPAM）： 　　PAM經(jīng)部分水解后，部分酰胺基帶負(fù)電荷，在靜電斥力下，高分子得以充分伸展開

6、來，吸附架橋作用得以充分發(fā)揮。由酰胺基轉(zhuǎn)化為羧基的百分?jǐn)?shù)稱水解度，亦即y/x值。水解度過高，負(fù)電性過強(qiáng)，對(duì)絮凝也產(chǎn)生阻礙作用。一般控制水解度在30%~40%較好。通常以HPAM作助凝劑以配合鋁鹽或鐵鹽作用，效果明顯。 　　有機(jī)高分子混凝劑可能有毒性，PAM和HPAM的毒性主要在于單體丙烯酰胺。故產(chǎn)品中的單體殘留量要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定控制。 水解機(jī)理分析在堿性條件下,PAM的水解反應(yīng)如下: 由于鄰近基團(tuán)的影響,產(chǎn)物HPAM的理論水解度最高只能達(dá)到70%[1]。從反應(yīng)機(jī)理角度講,該反應(yīng)實(shí)際上是一個(gè)親核取代反應(yīng),當(dāng)堿濃度一定的情況下,影響反應(yīng)的因素主要是水解時(shí)間、水解溫度和水解濃

7、度。水解產(chǎn)物分子鏈上含羧酸根(COO-)離子,由于COO-離子之間的靜電排斥作用,大分子線團(tuán)在溶液中的伸展程度增加,粘度增加,因此粘均相對(duì)分子質(zhì)量增大。HPAM分子鏈上含COO-離子的數(shù)目越多,其粘均相對(duì)分子量增加得越多。 　聚丙烯酰胺對(duì)高濁度水，具有十分優(yōu)異的絮凝效能。聚丙烯酰胺為非離子型高聚物，通常卷曲成無規(guī)線團(tuán)。一般加堿可使聚丙烯酰胺部分水解，在所生成的羧基陰離子之間靜電斥力的作用下，使分子鏈伸開，以暴露出來的活性酰胺基團(tuán)和很長(zhǎng)的分子鏈，發(fā)揮優(yōu)異的吸附架橋絮凝作用。 　　聚丙烯酰胺的水解反應(yīng)，可以下式表示: 　　式(1)中反應(yīng)進(jìn)行的程度，通常以水解度表示 　

8、　h=m/n100%(2) 　　式中:h-水解度(%)； 　　m—聚丙烯酰胺分子中水解生成的羧基數(shù)； 　　n—聚丙烯酰胺分子中水解前酰胺基總數(shù)。 　　在反應(yīng)(1)中，隨著水解度的增加，羧基陰離子增加，分子鏈不斷伸展，從而有使絮凝效果逐漸增強(qiáng)的作用；同時(shí)，聚丙烯酰胺分子的負(fù)電性亦逐漸增強(qiáng)，又妨礙了其與負(fù)電性的泥沙雜質(zhì)相吸附，而且在吸附架橋中起主要作用的活性基團(tuán)-酰胺基也不斷減少，從而隨著水解度的增加，又存在使絮凝效果逐漸變差的因素。在水解前期，前者起主導(dǎo)作用；水解后期，后者升居主導(dǎo)地位。作為綜合結(jié)果，必存在一個(gè)最優(yōu)的水解程度，使絮凝效果最佳，即存在著一個(gè)最佳水解度。自M icha

9、els 〔1〕 于1954年提出最佳水解度的概念以來，一直普遍認(rèn)為其值為30%左右。但對(duì)高濁度水，最佳水解度是否仍為30%，是本文要探討的一個(gè)課題。 　　聚丙烯酰胺作為一種有機(jī)高分子物質(zhì)，水解反應(yīng)速度較慢，應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)高速水解，是本文將要探討的另一個(gè)課題。 　　一、聚丙烯酰胺絮凝的最佳水解度 聚丙烯酰胺在水解時(shí)，部分酰胺基轉(zhuǎn)化為羧基，這些羧基并不全部呈離子狀態(tài)，它為一弱電解質(zhì)，在溶液中部分電離。式(1)可進(jìn)一步分解為: 　　式中:k a —電離平衡常數(shù)； 　　a—活度； 　　HPAM及HPAM m 分別代表部分水解聚丙烯酰胺的分子與離子。 　　在式(5)的平衡中，

10、加堿比對(duì)平衡移動(dòng)有重要的影響。當(dāng)聚丙烯酰胺濃度一定時(shí)，提高加堿比，亦即提高了氫氧根離子的濃度，從而使平衡有向右移動(dòng)的趨勢(shì)；但提高加堿比，增加了溶液中的電解質(zhì)含量，過多Na + 的存在，使電離作用受到抑制?？偟慕Y(jié)果是使電離度減小，式(5)的平衡向左移動(dòng) 〔2〕 。同時(shí)，提高電解質(zhì)濃度，改變了聚合電解質(zhì)的雙電層，也使聚丙烯酰胺分子鏈的伸展程度降低；特別是由于聚電解質(zhì)很大的分子量和高電荷密度，使這一效應(yīng)更為突出。所以在水解度相同時(shí)，加堿比愈高，聚丙烯酰胺分子鏈所帶電荷就愈小，分子鏈伸展程度就愈小。要達(dá)到與某一低加堿比情況相同的荷電狀況與伸展程度，就要進(jìn)一步提高水解度。故聚丙烯酰胺的最佳水解度隨加堿比

11、的增高而增大。 絮凝劑是甘蔗糖廠普遍使用的藥劑，用以加速蔗汁沉降和提高清汁質(zhì)量。近年來，國(guó)內(nèi)外糖業(yè)界籍助于現(xiàn)代絮凝劑的良好性能，研究開發(fā)了多種新的氣浮清凈工藝流程，顯著地提高了制糖工業(yè)的科技水平。絮凝劑的品種和性能也有很大的發(fā)展與提高，它在制糖工業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。 絮凝劑有不少品種，其共通特點(diǎn)是能夠?qū)⑷芤褐械膽腋∥⒘＞奂?lián)結(jié)形成粗大的絮狀團(tuán)?；驁F(tuán)塊。它們都是含有大量活性基團(tuán)的高分子有機(jī)物，主要有三大類： １、以天然的高分子有機(jī)物為基礎(chǔ)，經(jīng)過化學(xué)處理增加它的活性基團(tuán)含量而制成。 ２、用現(xiàn)代的有機(jī)化工方法合成的聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品。 ３、用天然原料和聚丙烯酰胺接枝(

12、或共聚)制成。 某些天然的高分子有機(jī)物例如含羧基較多的多聚糖和含磷酸基較多的淀粉都有絮凝性能。用化學(xué)方法在大分子中引入活性基團(tuán)可提高這種性能，如將一種天然多糖進(jìn)行醚化反應(yīng)引入羧基、酰胺基等活性基團(tuán)后，絮凝性能較好，可加速蔗汁沉降。 將天然的高分子物質(zhì)如淀粉、纖維素、殼聚糖等與丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚，聚合物有良好的絮凝性能，或兼有某些特殊的性能。國(guó)內(nèi)研制的一些產(chǎn)品，曾在幾個(gè)糖廠試用，有較好效果。 目前在國(guó)內(nèi)外糖廠使用最廣泛的絮凝劑，是合成的聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品，它們的發(fā)展提高較快，在制糖工業(yè)的多種流程中普遍使用。 聚丙烯酰胺(polyacrylamide)，常簡(jiǎn)寫為PAM(過去亦有簡(jiǎn)寫為PH

13、P)。糖廠近年使用的各種PAM，實(shí)質(zhì)上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸鈉經(jīng)過共聚反應(yīng)生成的高分子產(chǎn)物，有一系列的產(chǎn)品。 丙烯酰胺的分子式為：CH2 = CH－CONH2 丙烯酸鈉的分子式為：CH2 = CH－COONa 聚合物的分子式為： CONH2 COONa —— CH2－ CH—— —— CH2－ CH—— —— m n 　 式中的m與n分別代表丙烯酰胺與丙烯酸鈉的相對(duì)數(shù)量。它們的比例對(duì)聚合物的性質(zhì)有很大的影響。通常將

14、n對(duì)(m+n)的百分比稱為陰離子度或羧基比率，以前通常稱它為水解度： n n + m 陰離子度 ＝ 100% 　 因?yàn)椋瑿OONa基團(tuán)在水溶液中容易離解出Na+ 而留下負(fù)電基－COOˉ，使大分子帶負(fù)電，它們亦稱為陰離子聚合電解質(zhì)。 PAM的分子量、陰離子度和殘留單體含量是很重要的參數(shù)。 （1）分子量 PAM的分子量很高，且近年來還有較大提高。20世紀(jì)70年代應(yīng)用的PAM，分子量一般為數(shù)百萬；80年代以后，多數(shù)高效PAM的分子量在1500萬以上，有些達(dá)到2000萬。每一個(gè)這種PAM分子是由十萬個(gè)以上的丙烯酰胺或丙烯酸鈉分子聚合而成 (丙烯酰胺

15、的分子量為71，含十萬個(gè)單體的PAM的分子量為710萬)。通常，分子量高的PAM的絮凝性能較好。高分子有機(jī)物的分子量，即使在同一產(chǎn)品中也不是完全均一的，標(biāo)稱的分子量是它的平均值。 （2）陰離子度 PAM的陰離子度對(duì)它的使用效果有很大影響，但它的適宜數(shù)值需視所處理的物料的種類和性質(zhì)而定，不同情況下會(huì)有不同的最佳值。根據(jù)我們多年的研究和對(duì)數(shù)十個(gè)PAM樣本進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)與分析，制糖工業(yè)所用的PAM陰離子度22～28%較適合，且適應(yīng)性較強(qiáng)，可用于不同的物料(蔗汁、糖漿、赤糖及原糖的回溶糖漿)以及不同的工藝流程(亞硫酸法、碳酸法和磷浮法) 。國(guó)外生產(chǎn)的糖用PAM的陰離子度多數(shù)在此范圍。Bennett指

16、出，如果所處理的物料的離子強(qiáng)度較高(含無機(jī)物較多)，所用PAM的陰離子度宜較高，反之則應(yīng)較低。又據(jù)克拉克的報(bào)告，澳州的糖廠常用20%陰離子度的PAM，而美國(guó)佛羅里達(dá)州的糖廠常用較高的數(shù)值。Cress等的研究發(fā)現(xiàn)，在蔗汁中加絮凝劑和除去沉淀物以后，殘留的PAM量與PAM原來的陰離子度有關(guān)。而在普通的水處理中，時(shí)常用不含羧基的聚丙烯酰胺。 早期生產(chǎn)的PAM是由丙烯酰胺一種單體聚合而成，原來不含－COONa基團(tuán)。使用前要先加NaOH加熱，使部分－CONH2 基水解為－COONa，反應(yīng)式如下： －CONH2 + NaOH －→ －COONa + NH3↑ 水解過程中有氨氣放出。PAM中酰胺基團(tuán)水

17、解的比例就稱為PAM的水解度，它即是陰離子度。這種PAM的使用不方便，且性能較差(加熱水解必使PAM分子量和性能明顯下降)，80年代后已很少使用。 現(xiàn)代生產(chǎn)的PAM有多種不同陰離子度的產(chǎn)品，用戶可根據(jù)需要和通過實(shí)際試驗(yàn)選用適當(dāng)?shù)钠贩N，不需要再行水解，溶解以后即可使用。但是，由于習(xí)慣的原因，有些人仍將絮凝劑的溶解過程稱為水解。應(yīng)當(dāng)注意，水解的含義是加水分解，是化學(xué)反應(yīng)，PAM的水解有氨氣放出；而溶解只是物理作用，無化學(xué)反應(yīng)。兩者的本質(zhì)不同，不應(yīng)混為一談。目前還有一些糖廠的技術(shù)人員對(duì)此不了解，甚至按以前的概念錯(cuò)誤操作。 （3）殘余單體含量 PAM的殘余單體含量是衡量它是否適用于食品工業(yè)的重要

18、參數(shù)。丙烯酰胺的聚合物是無毒的，在國(guó)際上已廣泛用于自來水清凈、食品工業(yè)和制糖工業(yè)。不過，在工業(yè)品聚丙烯酰胺中，難免殘留有微量的未聚合的丙烯酰胺單體，它有一些毒性。因此，必須嚴(yán)格控制PAM產(chǎn)品中的殘余單體含量。國(guó)際規(guī)定用于飲用水和食品工業(yè)的PAM中的殘余單體含量不超過0.05%。國(guó)外著名產(chǎn)品的這一數(shù)值低于0.03%。 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的PAM產(chǎn)品很多，而且在不斷發(fā)展提高。 1、國(guó)內(nèi)早期曾生產(chǎn)一種含干基7%的粘膠狀PAM產(chǎn)品，分子量低，不含羧基，現(xiàn)已淘汰。 2、廣州南中有機(jī)化工廠在1970年代用乳液聚合法制成第一代PAM干粉，含干基超過90%，分子量500～900萬，陰離子度5～10%，性能比

19、前一種有較大提高。但糖廠使用時(shí)需再進(jìn)行水解，這個(gè)品種近年很少使用。 3、該廠于80年代初制成 PHP系列產(chǎn)品，含干基90%以上，有不同型號(hào)代表不同的分子量和陰離子度。其中PHP10的陰離子度為5～10%，PHP20為10～20%，PHP30為20～30%；Ⅰ型的分子量為300～600萬，Ⅱ型為600～900萬，Ⅲ型為900～1300萬，Ⅳ型超過1300萬。不少糖廠用過PHP30-Ⅲ型產(chǎn)品，效果較好，使用方便。但它是通用型產(chǎn)品，殘留單體含量仍偏高。 4、T型PAM是較適合制糖工業(yè)使用的絮凝劑。廣州南中廠與廣東糖業(yè)界合作，在80年代初采用新的共聚法工藝試制了多種小樣，在中山糖廠進(jìn)行了數(shù)十次試驗(yàn)

20、對(duì)比，優(yōu)選出這一品種。它的分子量較高，一般超過1200萬，陰離子度約25%；分子中活性基團(tuán)分布較均勻，鏈節(jié)伸張程度好，在溶液中較易離解，化學(xué)活性和吸附性能良好。實(shí)際使用說明，T型PAM對(duì)糖液中的懸浮微粒有良好的絮凝能力，在糖廠各種工藝流程中應(yīng)用有較強(qiáng)的適應(yīng)性，明顯地優(yōu)于PHP型。同時(shí)，這種產(chǎn)品中殘留的丙烯酰胺單體含量較低，可用于食品工業(yè)。T型PAM為膠塊狀產(chǎn)品，含干基30～35%(其余為水分)。雖然它的性能較好，但使用比較麻煩，影響了它的推廣應(yīng)用，有待改進(jìn)。 5、國(guó)外的PAM產(chǎn)品很多，已有多種進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，使用效果較好。主要的如：美國(guó)Mazer公司的Mafloc 724，Mafloc 985

21、；日本三菱公司的T1150；法國(guó)SNF公司的AN923－VHM。還有一些產(chǎn)品亦曾試用過：如英國(guó)Tate & Lyle公司的Talosep(用于蔗汁沉淀)，Talodura(用于糖漿氣浮)，Taloflote(用于原糖糖漿)，美國(guó)Dow化學(xué)公司的AP273；美國(guó)Fabcon公司的Zuclar2000；美國(guó)氰胺公司的Manofloc 846等。 由于各個(gè)糖廠的物料成份和所用工藝常有不同，其最適用的絮凝劑品種可能不同，宜進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比來選擇使用。此外，還要考慮產(chǎn)品的溶解性能，宜選用較易溶解的產(chǎn)品。 近年的PAM產(chǎn)品多數(shù)是干粉，有效成份可按100%計(jì)算。它是白色粉末(或很細(xì)的顆粒)，松比重約0.8。

22、較易吸潮，遇水易結(jié)成團(tuán)塊，其水溶液非常粘滑。它應(yīng)存放于干燥陰涼之處，包裝用的塑料袋在打開以后，要及時(shí)捆扎好袋口。 PAM產(chǎn)生絮凝作用是基于它的兩種特點(diǎn)：長(zhǎng)鏈(線)狀的分子結(jié)構(gòu)和分子中含有大量活性基團(tuán)。 　　PAM是直鏈狀聚合物，因每個(gè)分子是由十萬個(gè)以上的單體聚合構(gòu)成，分子鏈相當(dāng)長(zhǎng)。它如果完全伸直，其長(zhǎng)度要比一般的分子 (如蔗糖)或離子(如Ca2+)長(zhǎng)數(shù)萬倍以上。由于它的分子長(zhǎng)而細(xì)，會(huì)彎曲或卷曲成不規(guī)則的曲線形狀。這個(gè)長(zhǎng)分子鏈向外側(cè)伸出許多化學(xué)活性基團(tuán)：酰胺基－CONH2及羧基－COOˉ。 　　酰胺基是非離子性基團(tuán)，但亦善于形成副價(jià)鍵而與其它物質(zhì)的活性基團(tuán)吸附并連結(jié)起來。單純的聚丙烯酰

23、胺可以用在一般的水處理中，使水中的懸浮物絮凝。羧基是負(fù)電性基團(tuán)，它是使糖汁中微粒絮凝的關(guān)鍵因素。因?yàn)樘侵形⒘５男跄饕ㄟ^鈣離子的架橋作用產(chǎn)生。Bennett的研究證明，糖汁中的懸浮微粒及大多數(shù)膠體物質(zhì)帶有負(fù)電荷，它們的表面上經(jīng)常吸附糖汁中的鈣離子。由于Ca2+ 有兩單位正電荷，而微?；蚰z體表面上的每一個(gè)帶電點(diǎn)通常只有一個(gè)負(fù)電荷(即一價(jià)酸根如－COOˉ)，故這些被吸附的鈣離子還剩余一單位的正電荷，能再和其它負(fù)電基團(tuán)相結(jié)合。這樣，鈣離子就在兩者之間起架橋作用而將它們連接起來。磷酸鈣與微?；蚰z體的連結(jié)是通過這種作用，絮凝劑與微粒的連結(jié)也主要通過這種作用，即通過絮凝劑的羧基－COOˉ與鈣作用而與各

24、種鈣鹽沉淀物及各種帶負(fù)電的微?；ハ噙B結(jié)。在溶液中存有磷酸和磷酸鈣時(shí)，也能通過磷酸鈣和磷酸根架橋與其他微粒表面的鈣離子連結(jié)。許多PAM分子與許多鈣鹽沉淀和磷酸鈣沉淀微粒的互相連結(jié)就形成粗大的絮凝團(tuán)。它的尺寸可達(dá)到數(shù)毫米或以上。據(jù)Bennett研究，蔗汁加PAM后形成的絮凝團(tuán)約包含有105～107個(gè)原來的微粒。 由于PAM分子長(zhǎng)而細(xì)并有許多化學(xué)活性基團(tuán)，它們能和沉淀微粒產(chǎn)生很多連接而形成較大的絮凝物，這些絮凝物的結(jié)構(gòu)就象棉絮那樣，松散、無定形，互相連結(jié)但不很穩(wěn)固，內(nèi)部有很多空間和很多微細(xì)的網(wǎng)絡(luò)，包藏著大量液體，因而絮凝物的比重頗接近它所存在的液體本身。絮凝物中還網(wǎng)絡(luò)了各種各樣的微粒，這就將各種不

25、同成分、不同性質(zhì)、不同大小的微粒集合在一起。因此，良好的絮凝劑處理能將溶液中原有的微粒完全網(wǎng)絡(luò)除去，使溶液顯得特別清亮透明和有光澤。由于絮凝物的尺寸較大，它的沉降和過濾都比較快。 　　絮凝劑與微粒的作用就是通過化學(xué)吸附和物理網(wǎng)絡(luò)這兩種形式產(chǎn)生的。根據(jù)上述機(jī)理可知，分子量較高、分子較長(zhǎng)的 PAM，能吸附較多的微粒，形成網(wǎng)絡(luò)的能力較強(qiáng)，故絮凝效能較好。同理，PAM分子中羧基的比例適當(dāng)也很重要，因糖汁中的微粒多數(shù)帶負(fù)電，PAM需要有適量的羧基通過鈣離子架橋與它作用。但如果羧基含量太多，PAM分子本身負(fù)電過強(qiáng)，本身分子之間的相斥力過大，也不利于絮凝作用。 除了碳酸法以外，糖液(蔗汁和糖漿)加PAM

26、都是在加入磷酸和石灰乳中和以后。它們反應(yīng)生成的磷酸鈣沉淀是絮狀物，能夠捕集液相中的各種懸浮微粒形成稍大的顆粒。這稱為第一次絮凝。在此基礎(chǔ)上加PAM形成更大的絮凝物，稱為第二次絮凝。良好的一次絮凝可以顯著提高加PAM的二次絮凝的效果，并減少所需的PAM的數(shù)量；因?yàn)橐淮涡跄呀?jīng)將各種微細(xì)的粒子初步凝聚，大大減少了粒子的總數(shù)，從而減少了PAM的負(fù)擔(dān)。搞好一次絮凝是加PAM獲得最佳效果的基礎(chǔ)。 　　PAM 溶液是很粘稠的。分子量越高的PAM的溶液粘度越大。這是因?yàn)镻AM大分子是長(zhǎng)而細(xì)的鏈狀體，在溶液中運(yùn)動(dòng)的阻力很大。粘度的實(shí)質(zhì)是反映溶液內(nèi)磨擦力的大小，亦稱為內(nèi)磨擦系數(shù)。各種高分子有機(jī)物的

27、溶液的粘度都較高，并隨分子量升高而增大。測(cè)定高分子有機(jī)物分子量的一種方法，就是測(cè)定一定濃度溶液在一定條件下的粘度，再按一定的公式計(jì)算其分子量，稱為“粘均分子量”。 　　PAM 溶液的特性粘度 [η] 與其分子量 Ｍ 之間有如下的指數(shù)函數(shù)關(guān)系 ： 　　　　　[η] = 3.73 10－4 Ｍ 0.66 　　實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，PAM的絮凝性能與它的溶液粘度有直接的關(guān)系，粘度高者性能較好；如果它的粘度受到某些因素的影響而降低，其絮凝性能必然下降。 　　PAM溶液的粘度要用專門的儀器測(cè)定。根據(jù)我們多年的經(jīng)驗(yàn)，還可以用兩種簡(jiǎn)易的方法來觀察。 １、將玻璃棒放入PAM溶液中稍為攪拌后輕輕拉起，觀察

28、玻璃棒末端形成的粘液絲的長(zhǎng)度。濃度0.05～0.1%的PAM溶液，良好者能形成10～15cm或更長(zhǎng)的外觀如蜘蛛絲的細(xì)絲，可隨空氣飄動(dòng)；而較差者形成的絲很短，甚至不能成絲。 ２、用小瓶裝PAM溶液，將瓶?jī)A側(cè)使溶液緩慢流下，然后暫停傾瀉，觀察液流末端形成的粘液絲的狀態(tài)。良好的PAM溶液能形成很長(zhǎng)的細(xì)絲。用這種觀察方法還可以看到PAM的溶解是否已完全和均勻一致。未完全均一化的溶液，在傾瀉流出時(shí)可明顯看到液流忽粗忽細(xì)，或有珠狀或紡錘形的流出物。這種未完全分散均勻的PAM溶液的使用效果不好，容易粘附在濾布或設(shè)備的表面上，產(chǎn)生副作用。 　　現(xiàn)在，不少糖廠車間所用的PAM溶液的粘度相當(dāng)?shù)?，不能形成絲。為

29、弄清此問題，可以取該種絮凝劑在化驗(yàn)室用蒸餾水在常溫下用低速攪拌開制同一濃度的溶液。如果這種溶液的粘度高，就說明車間的配制方法有問題。如果化驗(yàn)室開的溶液的粘度也不高，就不要再用這種產(chǎn)品。 最好將化驗(yàn)室和車間分別配制的兩種PAM溶液做模擬工藝實(shí)驗(yàn)，對(duì)比它們的效果(如加入二次加熱汁中測(cè)定沉降速度)，更能說明問題。 聚丙烯酰胺(cpolyacrylamids)簡(jiǎn)稱PAM，是一種線型高分子聚合物，是水溶性高分子化合物中應(yīng)用最為廣泛的品種之一，聚丙烯酰胺和它的衍生物可以用作有效的絮凝劑，增稠劑，紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，以及液體的減阻劑等，廣泛應(yīng)用于水處理、造紙、石油、煤礦、礦冶、地質(zhì)、輕紡，建筑等工業(yè)部門。

30、 一、產(chǎn)品規(guī)格及主要技術(shù)指標(biāo) 技術(shù)指標(biāo)名稱 PAM 陰離子 PAM 非離子 PAM 陽(yáng)離子 PAM 復(fù)合離子 外觀 白色或微黃色粉末 粒徑，mm < 2 固含量(%) ≥ 88 溶速(mim) ≤ 1.5 不溶物(%) ≤ 2 分子量(萬) 500-2400 300-600 300-800 800-1500 水解度(%) 13-30 5-15 離子度5-50 10-20 注：根據(jù)用戶要求，分子量控制在表格所定指標(biāo)的范圍內(nèi)根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格面議 二、PAM物理性質(zhì)及使用特性 1、物理性質(zhì)：分子式(CH2CHCONH2)r 結(jié)構(gòu)式(CH

31、2-CH0)n PAM是一種線型高分子聚合物，它易溶于水，幾乎不溶于苯、乙醚、酯類、丙酮等一般有機(jī)溶劑，其水溶液幾近透明的粘稠液體，屬非危險(xiǎn)品，無毒，無腐蝕性，固體PAM有吸濕性，吸溫性隨離子度的增加而增加，PAM熱穩(wěn)定性好，加熱到100oC穩(wěn)定性良好，但在150oC以上時(shí)易分解產(chǎn)生氮?dú)?，在分子間發(fā)生亞胺化作用而不溶于水，密度(克)毫升23oC1.302。玻璃化溫度在153oC，PAM在應(yīng)力作用下表現(xiàn)出非牛頓流動(dòng)性。 2、使用特性 1)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。 2)粘合性：通通過機(jī)械的，物理的、化學(xué)的作用，起粘合作用。 3)降阻性：

32、PAM能有效地降低流體的磨擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50-80% 4)增稠性：PAM在中性和酸性條件下均有增稠作用，當(dāng)PH值在10oC以上PAM易水解。呈半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí)增稠將更明顯。 3、PAM的作用原理簡(jiǎn)介 1)PAM用于絮凝時(shí)，與被絮凝物種類表面性質(zhì)，特別是動(dòng)電位，粘度、濁度及懸浮液的PH值有關(guān)，顆粒表面的動(dòng)電位，是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的PAM，能速動(dòng)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(tuán)顆粒的各種吸附。 4)增強(qiáng)作用

33、PAM分子鏈與分散相通的各種機(jī)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(qiáng)作用。 三、PAM的合成及工藝 PAM：由丙烯腈與水在骨架銅催化劑作用下直接反應(yīng)生成聚丙烯酰胺再經(jīng)離子交換聚合干燥，等工序即得成品，工藝簡(jiǎn)介如下： 骨架銅催化劑 1、催化水合CH2=CHCN+H2O 濕　度 CH2=CHCONH2 2、聚合nCH2=CHCONH2-引發(fā)劑-CH2CHCONH2 圖：PAM工藝流程示意圖 四、聚丙烯酰胺主要用途 聚丙烯酸胺(PAM)分子量高、水溶性好、可調(diào)節(jié)分子量，并可以引進(jìn)各種離子基團(tuán)以得到特定的性能。低分子量是分散材料有效增調(diào)劑或穩(wěn)定

34、劑，高分子量是重要的絮凝劑，它可以制作出親水而水不溶性的凝膠，它對(duì)許多團(tuán)體表面和溶解物質(zhì)有良好的粘附力。由于以上性能PAM廣泛應(yīng)用于絮凝、增稠、減阻、擬膠、粘結(jié)、阻垢等領(lǐng)域 。 我公司生產(chǎn)的聚丙烯酰胺，有陽(yáng)離子，陰離子，非離子，兩性離子，四種類型，它們的分別用途。 1、陰離子聚丙烯酰胺(PAM)主要用途： 陰離子聚丙烯酰胺根據(jù)不同用途和用戶對(duì)產(chǎn)品性能的要求，可選用不同分子量使用。 1)用于工業(yè)廢水處理，特別是對(duì)于懸浮顆粒、較粗、濃度高、粒子帶陽(yáng)電荷，水的PH值為中性工堿性的污水如鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理效果很好。 2)飲用水處理。我國(guó)很多自來水廠的

35、水源自江河泥少及礦物質(zhì)含量高，比較混濁，雖經(jīng)過沉淀處理，但仍達(dá)不到要求，需要投加絮凝劑，才能使水質(zhì)變清，很多自來水廠采用無機(jī)絮凝劑，但投加量大，造成污泥量增大效果不好，采用陰離子聚丙烯酰胺作絮凝劑，投加量是無機(jī)絮凝的50分之一但效果是無機(jī)絮凝劑的幾倍至幾十倍，特別是我公司生產(chǎn)的聚丙烯酰胺，殘余單體已達(dá)到食品級(jí)(小于0.05%)，接近國(guó)外先進(jìn)水平，無毒，對(duì)處理飲用水更為合適，對(duì)于有機(jī)物污染嚴(yán)重的江河水和陰離子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。 3)用作淀粉廠及酒精廠的流失淀粉及酒糟的回收?，F(xiàn)在很多淀粉廠排出的廢水內(nèi)淀粉很高，排放之后影響環(huán)境，浪費(fèi)資源，投加PAM，使淀粉沉淀，沉淀物經(jīng)壓濾機(jī)壓濾變成

36、餅類可作飼料，酒精廠大量的酒糟就是采用這種工藝加工的，黑龍江一家亞洲最大的酒精廠就是聚丙烯酰胺作絮凝劑，對(duì)酒糟進(jìn)行回收的而且取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益。 4)用作油田調(diào)剖堵水的堵水劑，三次采油的驅(qū)油劑。 5)用作造紙助劑，PAM在造紙方面用途很廣泛，可作為長(zhǎng)纖維造紙分散劑，干濕增強(qiáng)劑，助留，助濾劑及造紙廢水的絮凝劑等。 2、非離子聚丙烯酰胺(PAM)國(guó)標(biāo)GBI2005.9-92 非離子聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺均聚而成，純度高，離子化程度低，性能好，用途廣，主要用途： 1)主要用于各種改性聚丙烯酰胺的基礎(chǔ)原料。如陰離子聚丙烯酰胺，可根據(jù)用途選擇不同牌號(hào)的非離子聚丙烯酰胺作基礎(chǔ)原料進(jìn)行水

37、解而得，曼尼奇陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，最主要的基礎(chǔ)原料。 2)紡織工業(yè)助劑，添加一些其它化學(xué)品可配制成化學(xué)漿料，用于紡織品上漿，可以提高粘著性，滲透性和脫漿的性能，使織品具有防靜電性，減少上漿率，減少絞漿斑，布機(jī)斷頭率和落物。 3)可用作污水處理劑，當(dāng)污水顯配生懸浮液時(shí)采用非離子聚丙烯酰胺，作絮凝劑最為合適，這是PAM起的是吸附架橋作用，使懸浮的粒子產(chǎn)生絮凝沉淀。達(dá)到凈化水的目的，也可作上水處理，本產(chǎn)品無毒性，尤其是和無機(jī)絮凝劑配合使用，在水處理效果最佳。 4)用9.5份PAM加上0.5份NN一甲叉雙丙烯酰胺混溶可作為堤壩、地基、遂道等堵水的化學(xué)灌漿劑。 5)漿PAM溶成0.3%的濃

38、度加入交聯(lián)劑，噴灑在沙漠上，固化成膜可防沙，固沙，在治理沙漠上，是一個(gè)很重要的方法。 6)PAM的吸濕性很強(qiáng)，它可保持土壤的水份，在干旱的地區(qū)，使用PAM進(jìn)行土壤改良是一個(gè)很好的措施。 7)PAM和木質(zhì)纖維素配合，再加一些化學(xué)助劑，可用油田調(diào)剖堵水劑。 8)可用作建筑業(yè)，建筑膠水，內(nèi)墻涂料等方面。 3、陽(yáng)離子：聚丙烯酰胺(PAM) 陽(yáng)離子PAM是由乙稀基陽(yáng)離子單體和丙稀酰胺共聚而成，國(guó)標(biāo)代號(hào)PAM，它是一種線型高分子聚合物，其主要用途： 1)用于污泥脫水根據(jù)污泥性質(zhì)可選用本產(chǎn)品的相應(yīng)牌號(hào)，可有效在污泥進(jìn)入壓濾之前進(jìn)行污泥脫水，脫水時(shí)，產(chǎn)生絮團(tuán)大，不粘濾布，壓濾時(shí)不散，流泥

39、餅較厚，脫水效率高，泥餅含水率在80%以下。 2)用于生活污水和有機(jī)廢水的處理，本產(chǎn)品在配性或堿性介質(zhì)中均呈現(xiàn)陽(yáng)電性，這樣對(duì)污水中懸浮顆粒帶陰電荷的污水進(jìn)行絮凝沉淀，澄清很有效。如生產(chǎn)糧食酒精廢水，造紙廢水，城市污水處理廠的廢水，啤酒廢水，味精廠廢水，制糖廢水，有機(jī)含量高 廢水、飼料廢水，紡織印染廢水等，用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺要比用陰離子、非離子聚丙烯酰胺或無機(jī)鹽類效果要高數(shù)倍或數(shù)十倍，因?yàn)檫@類廢水普遍帶陰電荷。 3)用于以江河水作水源的自來水的處理絮凝劑，用量少，效果好，成本低，特別是和無機(jī)絮凝劑復(fù)合使用效果更好，它將成為治長(zhǎng)江、黃河及其它流域的自來水廠的高效絮凝劑。 4)造紙用增強(qiáng)

40、劑及其它助劑。 5)用于油田經(jīng)學(xué)助劑，如粘土防膨劑，油田酸化用稠化劑。 4、兩性離子聚丙烯酰胺(PAM) 兩性離子聚丙烯酰胺是由乙烯酰胺是和乙烯基陽(yáng)離子單體丙烯酰胺單體，水解共聚而成。經(jīng)紅外線光譜分析，該產(chǎn)品鏈結(jié)上不但有丙烯酰胺水解后的“羧基陰電荷，而且還有乙烯基陽(yáng)電荷。因此，構(gòu)成了分子鏈上既有陽(yáng)電荷，又有陰電荷的兩性離子不規(guī)則聚合物。 主要用途： 1)調(diào)剖堵水劑，經(jīng)過油田試驗(yàn)，這種新型兩性離子調(diào)剖堵水劑的性能要高過其它單一離子特性的調(diào)剖堵水劑。 2)最新型的水處理劑，在很多場(chǎng)合處理污水和上水時(shí)，陰離子聚丙烯酰胺和陽(yáng)離子聚丙烯配合使用要比單獨(dú)使用一種離子型聚丙烯酰胺產(chǎn)生非常

41、顯著和協(xié)同效應(yīng)，PAM，對(duì)降低表面張力的笥能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同條件下陽(yáng)離子或陰離子單獨(dú)存在的能力，為達(dá)到降低表面張力的要求，需要同時(shí)使用陰離子和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，便兩者如使用不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生白色沉淀物，失去使用效果 。而PAM具有兩性離子的特性，它可以完成陰離子、陽(yáng)離子的配合協(xié)同作用，面沒有任何沉淀物的產(chǎn)生，特別是對(duì)水質(zhì)情況比較復(fù)雜或水的性質(zhì)經(jīng)常變化的，使用PAM作為處理絮凝劑更為方便，效果更好。 3)污泥脫水劑，由于城市污水排放的性質(zhì)越來越復(fù)雜，因此污水處理中對(duì)污泥脫水劑的要求越來越高，單一的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺對(duì)有些污泥脫水已有些不太適應(yīng)，因此我公司針對(duì)這一種情況開發(fā)了PAM這種兩性離子的污泥脫水劑

42、，經(jīng)過對(duì)各種污泥進(jìn)行脫水試驗(yàn)和使用，均優(yōu)于單一離子特性的聚丙烯酰胺。特別是對(duì)煉油廠和化工廠的污泥使用兩性離子聚丙烯酰胺進(jìn)行污漲脫水，其效果更為突出。 4)在造紙工業(yè)中，作為造紙化學(xué)品，其效果更是單一特性的PAM不能比的，特別是在助留、助濾方面能提高網(wǎng)下濾水速度，減少纖維填料流失，對(duì)濕部系統(tǒng)有較好的作用，對(duì)成紙平滑度，強(qiáng)度及兩面差有促進(jìn)和補(bǔ)償作用。 五、本廠產(chǎn)品使用方法和注意事項(xiàng): 1)用戶在正式采用本廠產(chǎn)品這前，應(yīng)先進(jìn)行小型試驗(yàn)，以便確定最佳用量和使用條件，用作絮凝劑時(shí)，一般用量在0.1-0.5ppm。 2)本公司所有產(chǎn)品在使用前，必須先溶解成沉淪，使高鏈充分伸展后備用，通常非離

43、子和陽(yáng)離子型產(chǎn)品稀釋到0.1%左右，溶解操作要在塑料、陶瓷、不銹鋼等的攪拌槽中進(jìn)行。 因?yàn)镻AM5的分子鏈在溶液中是一個(gè)無規(guī)則的線圈，在制備和溶解時(shí)，有部分水包在線圈內(nèi)，線圈的體積大而飽滿，線圈與線圈之間很容易相互纏繞與交聯(lián)，從外觀看有一定粘度，若用離心泵由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)使用大分子線圈結(jié)構(gòu)發(fā)生變形一部分人中間分離出來，體積變小，線圈間的交聯(lián)被破壞粘度下降，降低使用效果。 3)PAM分子鏈在溶液中受剪切力作用會(huì)導(dǎo)致分子鏈斷裂降解，影響性能。故溶液稀釋PAM時(shí)，應(yīng)盡可能減少。攪拌時(shí)間降低攪拌強(qiáng)度，降低攪拌轉(zhuǎn)速一般應(yīng)控制在50-50轉(zhuǎn)/分,不宜太快使用PAM溶液時(shí)，加劑點(diǎn)應(yīng)盡可能避開強(qiáng)烈的機(jī)

44、械攪拌；輸送PAM溶液時(shí)，管路要粗，彎頭和支管要少，輸送泵最好選用莫諾泵或隔莫大洋，而不要選用離心泵。 4)干粉PAM產(chǎn)品在溶解時(shí)要特別注意操作程序，防止顆粒的互相粘連而使溶解操作失敗。小型試驗(yàn)時(shí)，可選用甲醇、乙醇等有機(jī)試劑濕潤(rùn)一下，以改善顆粒在水中的分散性，工業(yè)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)先向溶解內(nèi)加入1/2的水量，開啟攪拌，并徐徐倒入PAM干粉然后再補(bǔ)加水到所需的份數(shù)。一般攪拌1-2后即可基本全溶，速溶型產(chǎn)品在0.5-1小時(shí)內(nèi)全部溶解，適當(dāng)加溫能加速產(chǎn)品的溶解，但不應(yīng)超過60oC。 5)在無機(jī)絮凝劑與PAM混合使用時(shí)，無機(jī)絮凝劑與PAM應(yīng)分別在二個(gè)攪拌設(shè)備中溶解，否則會(huì)造成二絮凝劑之間的相互作用，而

45、產(chǎn)生凝集，影響效果，使用時(shí)應(yīng)注意加料次序，一般講，處理粒徑在50um以下的微細(xì)粒子進(jìn)，先加無機(jī)絮凝劑后，再加PAM溶液。而處理徑在50um以上的粗粒子時(shí)，先加PAM溶液進(jìn)行吸附架橋，然后再加絮凝劑。用戶使用時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行小型試驗(yàn)來確定投加次序。 6)作為一般規(guī)則，當(dāng)溶液條件越有利于聚合物分子鏈伸展，使用效果就越好。故陽(yáng)離子型PAM適用于配性介質(zhì)，陰離子型PAM適用于偏堿性的介質(zhì)，而非離子型PAM適用于酸性或弱堿性介質(zhì)：有條件的地方，在使用前將PAM溶液稀釋到0.01-0.05%，這樣有利于分子鏈在進(jìn)一步伸展，從而提高使用效果，節(jié)省用量。 7)PAM產(chǎn)品不宜存放在鐵制容器里。干粉PAM一般

46、可長(zhǎng)期保存性能穩(wěn)定，但溶解于水的PAM，性能會(huì)隨時(shí)間的增加而下降，且濃度越稀，性能下降越快。0.05-0.1的非離子型或陰離子型PAM溶液僅能存放半個(gè)月左右，0.1%北的陽(yáng)離子型PAM溶液極不穩(wěn)定，1-2天以后，性能就開始下降，故PAM產(chǎn)品宜既配即用為好。 8)由于礦物微粒表面的晶格離子排列的不均勻，產(chǎn)生過剩電荷，它對(duì)聚丙烯酰胺分子發(fā)生了強(qiáng)烈的影響 ，聚丙烯 的架橋作用很難發(fā)揮，只能與單個(gè)粒子作用，懸浮于漿液中，若適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)漿液中的PH值消除部分過剩電荷，可增加絮凝效果。 9)聚丙烯酰胺的消耗數(shù)量與團(tuán)體微粒的表面積成正比，若礦物和無形沉降的直徑很小時(shí)，有極大的表面積，需要的聚丙烯酰胺的

47、數(shù)量也大。 10)如果沉降微粒，粘滯性很大，表面疏松且?guī)щ姾桑?癢化鐵膠粒)炳烯酰胺均勻分布將很困難，降低了沉降及絮凝效果。 11)作為油田注水增稠劑時(shí)， 應(yīng)用含鹽量低的配制和提高聚合物聚合度，因?yàn)镻AM，PHP的大分子中含有極性基-CNONH2和-COOHl能與水中無機(jī)陽(yáng)離子型成氫鍵相結(jié)合，產(chǎn)生沉降作用，使PAM，PHP的粘度下降達(dá)不到預(yù)定的效果。 聚丙烯酰胺的毒性： PAM本身沒有毒性，只有當(dāng)給入量大于5000PPM時(shí)因動(dòng)物的腸胃粘膜對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收被粘阻而有害。 PAM中的殘留單體丙烯酰胺(AN)有毒，對(duì)于油田基使用及城市污水處理等方面的產(chǎn)品，殘余單體一般允許在1%左右，

48、用于食物方面，如飲用水蔗糖法澄清，制造可能與食物接觸的紙張等，殘留單體含量必須嚴(yán)格控制，一般都在0.05%以下。 日本環(huán)境衛(wèi)生局于1973年規(guī)定，生活用水不得用高分子絮凝劑，1975年規(guī)定污水處理的PAM中AM含量≤ 0.05%. 陽(yáng)離子聚丙烯酰胺經(jīng)試驗(yàn)證明，在正常使用時(shí)，也是安全的，目前一些國(guó)家對(duì)于飲用水凈化用PAM絮凝劑規(guī)定見下表： 我們國(guó)家規(guī)定聚丙烯酰酸胺用于食物方面殘余單體量也在0.5%以下。而我們公司產(chǎn)品按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)其含量在0.02%左右，此項(xiàng)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 國(guó)外對(duì)飲用水凈化用的PAM系列絮凝劑的允許使用標(biāo)準(zhǔn)： 國(guó)名 化用成份 質(zhì)量規(guī)定值 使用規(guī)定量

49、日本 聚丙烯酰胺聚丙烯酸丙烯胺，-丙烯酸本聚體 丙烯酰胺含量< 0.05%,2PPM以下；96，20PPM以下，H8,1PPM以下。 污水處理暫定標(biāo)準(zhǔn)：排水中的丙烯酰胺濃度為0.01PPM以下 英國(guó) 聚丙烯酰胺，聚丙烯，丙烯酰胺-丙烯酰聚體 丙烯酰胺含量0.05% 飲用水處理使用量規(guī)定為0.5-1PPM 美國(guó) 聚丙烯酰胺，聚丙烯用酸，丙烯酰胺--丙烯酸共聚體 丙烯酰胺含量0.2%以下 飲用水處理最大量規(guī)定為1PPM 聚丙烯酸胺 丙烯酰胺含量在0.5%以下 蔬菜，果物洗凈用為10PPM以下 部分水解聚丙烯酰胺，丙烯酰胺---丙烯酸共聚體 丙烯酰胺含量在0.

50、5%以下 用量為甜菜，糖汁及蔗糖汁重量的5PPM以下 法國(guó) 聚丙烯酰胺，聚丙烯酸，丙烯酰胺---丙烯酸共聚體 丙烯酰胺含量在0.05%以 飲用水處理在1PPM以下 蘇聯(lián) 部分水聚丙類酰胺 丙烯酰胺含量0.22%以下 凈化水中聚合物剩余量為2PPM以下。 絮凝劑是甘蔗糖廠普遍使用的藥劑，用以加速蔗汁沉降和提高清汁質(zhì)量。近年來，國(guó)內(nèi)外糖業(yè)界籍助于現(xiàn)代絮凝劑的良好性能，研究開發(fā)了多種新的氣浮清凈工藝流程，顯著地提高了制糖工業(yè)的科技水平。絮凝劑的品種和性能也有很大的發(fā)展與提高，它在制糖工業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。 絮凝劑有不少品種，其共通特點(diǎn)是能夠?qū)⑷芤褐械膽腋∥⒘?/p>

51、聚集聯(lián)結(jié)形成粗大的絮狀團(tuán)?；驁F(tuán)塊。它們都是含有大量活性基團(tuán)的高分子有機(jī)物，主要有三大類： １、以天然的高分子有機(jī)物為基礎(chǔ)，經(jīng)過化學(xué)處理增加它的活性基團(tuán)含量而制成。 ２、用現(xiàn)代的有機(jī)化工方法合成的聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品。 ３、用天然原料和聚丙烯酰胺接枝(或共聚)制成。 某些天然的高分子有機(jī)物例如含羧基較多的多聚糖和含磷酸基較多的淀粉都有絮凝性能。用化學(xué)方法在大分子中引入活性基團(tuán)可提高這種性能，如將一種天然多糖進(jìn)行醚化反應(yīng)引入羧基、酰胺基等活性基團(tuán)后，絮凝性能較好，可加速蔗汁沉降。 將天然的高分子物質(zhì)如淀粉、纖維素、殼聚糖等與丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚，聚合物有良好的絮凝性能，或兼有某些特殊的性能

52、。國(guó)內(nèi)研制的一些產(chǎn)品，曾在幾個(gè)糖廠試用，有較好效果。 目前在國(guó)內(nèi)外糖廠使用最廣泛的絮凝劑，是合成的聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品，它們的發(fā)展提高較快，在制糖工業(yè)的多種流程中普遍使用。 聚丙烯酰胺(polyacrylamide)，常簡(jiǎn)寫為PAM(過去亦有簡(jiǎn)寫為PHP)。糖廠近年使用的各種PAM，實(shí)質(zhì)上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸鈉經(jīng)過共聚反應(yīng)生成的高分子產(chǎn)物，有一系列的產(chǎn)品。 丙烯酰胺的分子式為：CH2 = CH－CONH2 丙烯酸鈉的分子式為：CH2 = CH－COONa 聚合物的分子式為： CONH2

53、 COONa —— CH2－ CH—— —— CH2－ CH—— —— m n 　 式中的m與n分別代表丙烯酰胺與丙烯酸鈉的相對(duì)數(shù)量。它們的比例對(duì)聚合物的性質(zhì)有很大的影響。通常將n對(duì)(m+n)的百分比稱為陰離子度或羧基比率，以前通常稱它為水解度： n n + m 陰離子度 ＝ 100% 　 因?yàn)椋瑿OONa基團(tuán)在水溶液中容易離解出Na+ 而留下負(fù)電基－COOˉ，使大分子帶負(fù)電，它們亦稱為陰離子聚合電解質(zhì)。 PAM的分子量、陰離子度和殘留單體含量是很重要的參數(shù)。 （1）

54、分子量 PAM的分子量很高，且近年來還有較大提高。20世紀(jì)70年代應(yīng)用的PAM，分子量一般為數(shù)百萬；80年代以后，多數(shù)高效PAM的分子量在1500萬以上，有些達(dá)到2000萬。每一個(gè)這種PAM分子是由十萬個(gè)以上的丙烯酰胺或丙烯酸鈉分子聚合而成 (丙烯酰胺的分子量為71，含十萬個(gè)單體的PAM的分子量為710萬)。通常，分子量高的PAM的絮凝性能較好。高分子有機(jī)物的分子量，即使在同一產(chǎn)品中也不是完全均一的，標(biāo)稱的分子量是它的平均值。 （2）陰離子度 PAM的陰離子度對(duì)它的使用效果有很大影響，但它的適宜數(shù)值需視所處理的物料的種類和性質(zhì)而定，不同情況下會(huì)有不同的最佳值。根據(jù)我們多年的研究和對(duì)數(shù)十個(gè)

55、PAM樣本進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)與分析，制糖工業(yè)所用的PAM陰離子度22～28%較適合，且適應(yīng)性較強(qiáng)，可用于不同的物料(蔗汁、糖漿、赤糖及原糖的回溶糖漿)以及不同的工藝流程(亞硫酸法、碳酸法和磷浮法) 。國(guó)外生產(chǎn)的糖用PAM的陰離子度多數(shù)在此范圍。Bennett指出，如果所處理的物料的離子強(qiáng)度較高(含無機(jī)物較多)，所用PAM的陰離子度宜較高，反之則應(yīng)較低。又據(jù)克拉克的報(bào)告，澳州的糖廠常用20%陰離子度的PAM，而美國(guó)佛羅里達(dá)州的糖廠常用較高的數(shù)值。Cress等的研究發(fā)現(xiàn)，在蔗汁中加絮凝劑和除去沉淀物以后，殘留的PAM量與PAM原來的陰離子度有關(guān)。而在普通的水處理中，時(shí)常用不含羧基的聚丙烯酰胺。 早期生

56、產(chǎn)的PAM是由丙烯酰胺一種單體聚合而成，原來不含－COONa基團(tuán)。使用前要先加NaOH加熱，使部分－CONH2 基水解為－COONa，反應(yīng)式如下： －CONH2 + NaOH －→ －COONa + NH3↑ 水解過程中有氨氣放出。PAM中酰胺基團(tuán)水解的比例就稱為PAM的水解度，它即是陰離子度。這種PAM的使用不方便，且性能較差(加熱水解必使PAM分子量和性能明顯下降)，80年代后已很少使用。 現(xiàn)代生產(chǎn)的PAM有多種不同陰離子度的產(chǎn)品，用戶可根據(jù)需要和通過實(shí)際試驗(yàn)選用適當(dāng)?shù)钠贩N，不需要再行水解，溶解以后即可使用。但是，由于習(xí)慣的原因，有些人仍將絮凝劑的溶解過程稱為水解。應(yīng)當(dāng)注意，水解的含

57、義是加水分解，是化學(xué)反應(yīng)，PAM的水解有氨氣放出；而溶解只是物理作用，無化學(xué)反應(yīng)。兩者的本質(zhì)不同，不應(yīng)混為一談。目前還有一些糖廠的技術(shù)人員對(duì)此不了解，甚至按以前的概念錯(cuò)誤操作。 （3）殘余單體含量 PAM的殘余單體含量是衡量它是否適用于食品工業(yè)的重要參數(shù)。丙烯酰胺的聚合物是無毒的，在國(guó)際上已廣泛用于自來水清凈、食品工業(yè)和制糖工業(yè)。不過，在工業(yè)品聚丙烯酰胺中，難免殘留有微量的未聚合的丙烯酰胺單體，它有一些毒性。因此，必須嚴(yán)格控制PAM產(chǎn)品中的殘余單體含量。國(guó)際規(guī)定用于飲用水和食品工業(yè)的PAM中的殘余單體含量不超過0.05%。國(guó)外著名產(chǎn)品的這一數(shù)值低于0.03%。 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的PAM產(chǎn)品

58、很多，而且在不斷發(fā)展提高。 1、國(guó)內(nèi)早期曾生產(chǎn)一種含干基7%的粘膠狀PAM產(chǎn)品，分子量低，不含羧基，現(xiàn)已淘汰。 2、廣州南中有機(jī)化工廠在1970年代用乳液聚合法制成第一代PAM干粉，含干基超過90%，分子量500～900萬，陰離子度5～10%，性能比前一種有較大提高。但糖廠使用時(shí)需再進(jìn)行水解，這個(gè)品種近年很少使用。 3、該廠于80年代初制成 PHP系列產(chǎn)品，含干基90%以上，有不同型號(hào)代表不同的分子量和陰離子度。其中PHP10的陰離子度為5～10%，PHP20為10～20%，PHP30為20～30%；Ⅰ型的分子量為300～600萬，Ⅱ型為600～900萬，Ⅲ型為900～1300萬，Ⅳ型超

59、過1300萬。不少糖廠用過PHP30-Ⅲ型產(chǎn)品，效果較好，使用方便。但它是通用型產(chǎn)品，殘留單體含量仍偏高。 4、T型PAM是較適合制糖工業(yè)使用的絮凝劑。廣州南中廠與廣東糖業(yè)界合作，在80年代初采用新的共聚法工藝試制了多種小樣，在中山糖廠進(jìn)行了數(shù)十次試驗(yàn)對(duì)比，優(yōu)選出這一品種。它的分子量較高，一般超過1200萬，陰離子度約25%；分子中活性基團(tuán)分布較均勻，鏈節(jié)伸張程度好，在溶液中較易離解，化學(xué)活性和吸附性能良好。實(shí)際使用說明，T型PAM對(duì)糖液中的懸浮微粒有良好的絮凝能力，在糖廠各種工藝流程中應(yīng)用有較強(qiáng)的適應(yīng)性，明顯地優(yōu)于PHP型。同時(shí)，這種產(chǎn)品中殘留的丙烯酰胺單體含量較低，可用于食品工業(yè)。T型P

60、AM為膠塊狀產(chǎn)品，含干基30～35%(其余為水分)。雖然它的性能較好，但使用比較麻煩，影響了它的推廣應(yīng)用，有待改進(jìn)。 5、國(guó)外的PAM產(chǎn)品很多，已有多種進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，使用效果較好。主要的如：美國(guó)Mazer公司的Mafloc 724，Mafloc 985；日本三菱公司的T1150；法國(guó)SNF公司的AN923－VHM。還有一些產(chǎn)品亦曾試用過：如英國(guó)Tate & Lyle公司的Talosep(用于蔗汁沉淀)，Talodura(用于糖漿氣浮)，Taloflote(用于原糖糖漿)，美國(guó)Dow化學(xué)公司的AP273；美國(guó)Fabcon公司的Zuclar2000；美國(guó)氰胺公司的Manofloc 846等。

61、由于各個(gè)糖廠的物料成份和所用工藝常有不同，其最適用的絮凝劑品種可能不同，宜進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比來選擇使用。此外，還要考慮產(chǎn)品的溶解性能，宜選用較易溶解的產(chǎn)品。 近年的PAM產(chǎn)品多數(shù)是干粉，有效成份可按100%計(jì)算。它是白色粉末(或很細(xì)的顆粒)，松比重約0.8。較易吸潮，遇水易結(jié)成團(tuán)塊，其水溶液非常粘滑。它應(yīng)存放于干燥陰涼之處，包裝用的塑料袋在打開以后，要及時(shí)捆扎好袋口。 PAM產(chǎn)生絮凝作用是基于它的兩種特點(diǎn)：長(zhǎng)鏈(線)狀的分子結(jié)構(gòu)和分子中含有大量活性基團(tuán)。 　　PAM是直鏈狀聚合物，因每個(gè)分子是由十萬個(gè)以上的單體聚合構(gòu)成，分子鏈相當(dāng)長(zhǎng)。它如果完全伸直，其長(zhǎng)度要比一般的分子 (如蔗糖)或離子(

62、如Ca2+)長(zhǎng)數(shù)萬倍以上。由于它的分子長(zhǎng)而細(xì)，會(huì)彎曲或卷曲成不規(guī)則的曲線形狀。這個(gè)長(zhǎng)分子鏈向外側(cè)伸出許多化學(xué)活性基團(tuán)：酰胺基－CONH2及羧基－COOˉ。 　　酰胺基是非離子性基團(tuán)，但亦善于形成副價(jià)鍵而與其它物質(zhì)的活性基團(tuán)吸附并連結(jié)起來。單純的聚丙烯酰胺可以用在一般的水處理中，使水中的懸浮物絮凝。羧基是負(fù)電性基團(tuán)，它是使糖汁中微粒絮凝的關(guān)鍵因素。因?yàn)樘侵形⒘５男跄饕ㄟ^鈣離子的架橋作用產(chǎn)生。Bennett的研究證明，糖汁中的懸浮微粒及大多數(shù)膠體物質(zhì)帶有負(fù)電荷，它們的表面上經(jīng)常吸附糖汁中的鈣離子。由于Ca2+ 有兩單位正電荷，而微?；蚰z體表面上的每一個(gè)帶電點(diǎn)通常只有一個(gè)負(fù)電荷(即一價(jià)酸根如

63、－COOˉ)，故這些被吸附的鈣離子還剩余一單位的正電荷，能再和其它負(fù)電基團(tuán)相結(jié)合。這樣，鈣離子就在兩者之間起架橋作用而將它們連接起來。磷酸鈣與微?；蚰z體的連結(jié)是通過這種作用，絮凝劑與微粒的連結(jié)也主要通過這種作用，即通過絮凝劑的羧基－COOˉ與鈣作用而與各種鈣鹽沉淀物及各種帶負(fù)電的微?；ハ噙B結(jié)。在溶液中存有磷酸和磷酸鈣時(shí)，也能通過磷酸鈣和磷酸根架橋與其他微粒表面的鈣離子連結(jié)。許多PAM分子與許多鈣鹽沉淀和磷酸鈣沉淀微粒的互相連結(jié)就形成粗大的絮凝團(tuán)。它的尺寸可達(dá)到數(shù)毫米或以上。據(jù)Bennett研究，蔗汁加PAM后形成的絮凝團(tuán)約包含有105～107個(gè)原來的微粒。 由于PAM分子長(zhǎng)而細(xì)并有許多化學(xué)活

64、性基團(tuán)，它們能和沉淀微粒產(chǎn)生很多連接而形成較大的絮凝物，這些絮凝物的結(jié)構(gòu)就象棉絮那樣，松散、無定形，互相連結(jié)但不很穩(wěn)固，內(nèi)部有很多空間和很多微細(xì)的網(wǎng)絡(luò)，包藏著大量液體，因而絮凝物的比重頗接近它所存在的液體本身。絮凝物中還網(wǎng)絡(luò)了各種各樣的微粒，這就將各種不同成分、不同性質(zhì)、不同大小的微粒集合在一起。因此，良好的絮凝劑處理能將溶液中原有的微粒完全網(wǎng)絡(luò)除去，使溶液顯得特別清亮透明和有光澤。由于絮凝物的尺寸較大，它的沉降和過濾都比較快。 　　絮凝劑與微粒的作用就是通過化學(xué)吸附和物理網(wǎng)絡(luò)這兩種形式產(chǎn)生的。根據(jù)上述機(jī)理可知，分子量較高、分子較長(zhǎng)的 PAM，能吸附較多的微粒，形成網(wǎng)絡(luò)的能力較強(qiáng)，故絮凝效能

65、較好。同理，PAM分子中羧基的比例適當(dāng)也很重要，因糖汁中的微粒多數(shù)帶負(fù)電，PAM需要有適量的羧基通過鈣離子架橋與它作用。但如果羧基含量太多，PAM分子本身負(fù)電過強(qiáng)，本身分子之間的相斥力過大，也不利于絮凝作用。 除了碳酸法以外，糖液(蔗汁和糖漿)加PAM都是在加入磷酸和石灰乳中和以后。它們反應(yīng)生成的磷酸鈣沉淀是絮狀物，能夠捕集液相中的各種懸浮微粒形成稍大的顆粒。這稱為第一次絮凝。在此基礎(chǔ)上加PAM形成更大的絮凝物，稱為第二次絮凝。良好的一次絮凝可以顯著提高加PAM的二次絮凝的效果，并減少所需的PAM的數(shù)量；因?yàn)橐淮涡跄呀?jīng)將各種微細(xì)的粒子初步凝聚，大大減少了粒子的總數(shù)，從而減少了PAM的負(fù)擔(dān)。搞好一次絮凝是加PAM獲得最佳效果的基礎(chǔ)。