聚丙烯酰胺应用指南：四大类型与多领域应用详解

聚丙烯酰胺应用指南：四大类型与多领域应用详解

聚丙烯酰胺（PAM）是一种重要的水溶性高分子聚合物，广泛应用于水处理、石油开采、造纸业等多个工业领域。本文将详细介绍聚丙烯酰胺的分类、特性、应用以及使用方法，帮助读者全面了解这一重要化学品。

聚丙烯酰胺（PAM）是一种白色粉末状的高分子聚合物，根据离子特性可分为四种类型：非离子聚丙烯酰胺（NPAM）、阴离子聚丙烯酰胺（APAM）、阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）和两性聚丙烯酰胺。目前，水处理领域主要使用阴离子型PAM，通过加入适量的氢氧化钠进行水解，使部分酰胺基变成羧基，水解程度与氢氧化钠的加入量成正比。

技术指标

主要作用

聚丙烯酰胺在水处理中的主要作用包括：

• 减少絮凝剂用量：在达到同等水质的前提下，使用聚丙烯酰胺作为助凝剂与其他絮凝剂并用，可以大大减少絮凝剂的用量。
• 改善水质：在饮用水处理和工业废水处理中，聚丙烯酰胺与无机絮凝剂联合使用可显着改善水质。
• 提高絮体强度和沉降速度：聚丙烯酰胺形成的絮体强度高，沉降性能好，从而提高固液分离速度，有利于污泥脱水。
• 防腐防垢：在循环冷却系统中使用PAM絮凝剂可以大大减少无机絮凝剂的用量，从而避免无机物质在设备表面的沉积，减缓设备的腐蚀和结垢。

应用领域

水处理领域

聚丙烯酰胺（PAM）是由丙烯酰胺单体在自由基引发下聚合而成的水溶性线型高分子聚合物，也是一种高分子水处理絮凝剂。它可以吸附水中的悬浮颗粒，并在颗粒之间起桥梁作用，使细颗粒形成较大的絮凝体，并加快沉淀速度。

在原水处理中，通常与活性炭配合使用。在生活水处理中，使用它可以凝聚、澄清悬浮颗粒。用有机聚丙烯酰胺絮凝剂代替无机絮凝剂，即使不改造沉淀池，也可提高净水能力20%以上。在污水处理中，使用PAM絮凝剂可以提高水循环利用率，也可用于污泥脱水。在工业水处理中，是重要的配制剂。

石油开采领域

PAM聚合物是一种多功能油田化学处理剂。广泛应用于石油生产中的钻井、固井、完井、修井、压裂、酸化、注水、堵水调剖、三次采油等作业过程。其水溶液粘度高，具有良好的增稠、絮凝和流变调节作用，在石油开采中用作驱油剂和钻井泥浆调节剂。在三次采油作业中添加聚丙烯酰胺，可以增加驱油能力，避免油层破裂，提高油层采收率。

造纸业

聚丙烯酰胺在造纸领域广泛用作助留剂、助滤剂、流平剂，以提高纸张质量、浆料脱水性能、细小纤维和填料的留着率，减少原料消耗和环境污染。 PAM的作用机理是通过电中和或架桥絮凝作用将浆料中的颗粒截留在滤布上。此外，絮体的形成还可以使浆料中的水更容易滤出，减少白水中纤维的损失，减少环境污染，有利于提高过滤和沉淀设备的效率。

根据聚丙烯酰胺的相对分子量和电性能，PAM有不同的用途。阴离子聚丙烯酰胺可用作纸浆分散剂。低分子量PAM可用作纸张增强剂。中分子量聚丙烯酰胺PAM用作助留剂和助滤剂。而高分子量聚丙烯酰胺在造纸废水处理中用作絮凝剂。目前，阴离子PAM在造纸工业中应用最多。

其他工业领域

食品工业用于蔗糖、甜菜糖生产中的甘蔗汁澄清和糖浆磷浮选提取。用于酶发酵液的絮凝澄清行业。也用于饲料蛋白的回收，回收的蛋白粉对鸡的成活率、增重、产蛋率无不良影响。

采矿、冶金工业生产中用作絮凝剂、助滤剂。

纺织印染工业用作纺纱上浆剂和织物整理剂。

在建筑工业中用作装饰粘合剂、水泥添加剂、水下灌浆材料等。

在农林业中可用于防止水土流失、作为保水剂等。

还可用于合成树脂涂料、土木建筑堵水灌浆料、建材工业、水泥质量改良、建筑工业粘合剂、接缝修补堵水剂、土壤改良、电镀工业、印染工业等。

化学特性

聚丙烯酰胺（PAM）化学式为(C3H5NO)n，是一种线性聚合物。聚丙烯酰胺聚合物具有良好的热稳定性，能以任意比例溶于水。其水溶液是均匀透明的液体。 PAM是应用最广泛的水溶性聚合物之一。由于聚丙烯酰胺结构单元含有酰胺基，易于形成氢键，因而具有良好的水溶性和较高的化学活性。此外，聚丙烯酰胺PAM在石油勘探、水处理、纺织、造纸、选矿、医药、农业等工业领域有着广泛的应用。

分类

• 阳离子聚丙烯酰胺：一般情况下，CPAM外观为白色粉末，离子度为20%～55%。具有高分子电解质的特性，适用于带负电荷、富含有机物的废水处理。阳离子PAM适用于印染、造纸、食品、建筑、冶金、选矿、煤粉、油田、水产品加工、发酵工业领域等行业有机胶体含量较高的废水处理。特别适用于城市污水、造纸污泥及其他工业污泥的脱水处理。

• 两性聚丙烯酰胺：APAM是由乙烯基酰胺和乙烯基阳离子单体丙烯酰胺单体水解共聚而成。它是一种不规则的两性离子聚合物，分子链上同时带有正电荷和负电荷。

• 非离子聚丙烯酰胺：NPAM是一种高分子量、低离子度的线性聚合物。由于其特殊的基团，使其具有絮凝、分散、增稠、粘结、成膜、胶凝、胶体稳定等作用。在污水处理中，特别是当悬浮污水呈酸性时，使用NPAM更为合适。此时，PAM起到吸附架桥、絮凝、沉降悬浮颗粒的作用，达到净化污水的目的。非离子聚丙烯酰胺也可用于自来水的净化。尤其是与无机絮凝剂配合使用，在水处理中效果最佳。

特性

• 絮凝：PAM可以通过电、架桥、吸附中和悬浮物，并起到絮凝作用。
• 附着力：它可以通过机械、物理、化学作用起到粘合作用。
• 阻力减少：PAM聚合物可以有效降低流体的摩擦阻力。在水中添加少量PAM，可降低阻力50%-80%。
• 增稠：聚丙烯酰胺化学品在中性和酸性条件下具有增稠作用。当PH值在10以上时，PAM容易水解。当它具有半网状结构时，增厚会更加明显。

使用方法

1. 不要将PAM粉/粒状絮凝剂直接添加到污水中。使用前请先将其溶解于水中，然后将其水溶液用于污水处理。
2. 用清水溶解聚丙烯酰胺颗粒/粉末。常温的水就足够了，一般不需要加热。水温低于5℃时溶解非常缓慢。提高水温会加快溶解速度，但温度在40℃以上PAM聚合物降解速度会加快，影响使用效果。一般来说，自来水适合制备聚合物溶液。强酸、强碱、高盐水不宜。
3. 聚合物溶液的浓度建议为0.1%-0.3%，即1升水中加入3g-1g PAM聚合物粉末。

阴离子聚丙烯酰胺（APAM）的优异性能

APAM外观为白色粉末，分子量为6万～25万。水溶性良好，能以任意比例溶于水，但不溶于有机溶剂。同时，有效PH值范围为4～14，在中性碱性介质中表现出高分子电解质的特性。它对盐电解质敏感，能与高价金属离子交联形成不溶性凝胶。

在工业废水处理方面，阴离子PAM对含有高浓度悬浮颗粒和带正电颗粒的污水、水体PH为中性或碱性的污水、钢铁厂废水、电镀厂废水、冶金废水等的处理效果最佳。废水、洗煤废水等

添加APAM可使淀粉颗粒絮凝沉淀，沉淀物经压滤机过滤成饼，可用作饲料。

酒精厂中的酒精也可采用阴离子PAM进行脱水。

用于河道水泥浆沉降，造纸干强剂。