一、聚丙烯酰胺價格與分子量成正比
聚丙烯酰胺分子量越高價格就越高,分子量越低價格就越低,相對分子量高的投放量就小,所以成本是一樣的,當然也根據(jù)不同的水質(zhì),有的水質(zhì)不一定分子量高就會效果好,相應(yīng)有的水質(zhì)用低分子量的聚丙烯酰胺效果也不錯。
引發(fā)體系對聚丙烯酰胺相對分子量的影響 在聚合引發(fā)體系中,氧化一還原引發(fā)劑反應(yīng)活性較低,低于18℃很難引發(fā)聚合。當溫度升高時,雖能正常引發(fā),但反應(yīng)速度過快,自由基濃度迅速增加,使聚合反應(yīng)速度不易控制。而該工藝使用的偶氮類引發(fā)劑在同類引發(fā)劑中分解溫度最高(≥60℃),且分解速度較快,導(dǎo)致聚合速度過快。另外,此偶氮類引發(fā)劑不溶于水,這使得其無法均勻分布在反應(yīng)體系中,聚合反應(yīng)過程中會出現(xiàn)局部引發(fā)劑濃度過高,反應(yīng)過快的現(xiàn)象。
通過以上分析,生產(chǎn)中使用的引發(fā)劑屬高溫強催化劑,制約了聚合初始溫度的降低,且反應(yīng)速度過快,不易控制。這是生產(chǎn)聚丙烯酰胺相對分子量不高的主要原因。引發(fā)劑加入量對聚丙烯酰胺平均相對分子量的影響很大,
相對分子量的影響 為單體濃度對聚丙烯酰胺相對分子量的影響。聚丙烯酰胺相對分子量隨單體濃度的提高先增后降。當單體濃度為45%時達到極大值。
這是因為當不考慮鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)時,并且假設(shè)穩(wěn)態(tài)時,以雙基歧化方式終止,動力學(xué)鏈長與單體濃度成正比,與引發(fā)速率的平方根成反比,即聚丙烯酰胺相對分子量隨單體濃度的增長而增長,隨引發(fā)速率加快而減小。當單體濃度超過45%后,聚丙烯酰胺相對分子量隨單體濃度的提高而降低,這是因為單體濃度提高,聚合熱不能及時消散,而造成聚合體系溫度升高,引發(fā)速率加快,從這方面考慮,單體濃度提高,使動力學(xué)鏈長降低。另外,反應(yīng)后期,反應(yīng)體系溫度升高,使鏈終止反應(yīng)速率增大,這也可能是聚丙烯酰胺相對分子量下降的原因之一。這時綜合考慮各因素的影響,
是使聚丙烯酰胺相對分子量降低的原因。 在本復(fù)配引發(fā)體系中,氧化一還原引發(fā)劑 釜屬低溫分解型引發(fā)劑,其加入量對聚丙烯酰胺蓉矗相對分子量的影響尤為重要,引發(fā)劑對聚丙烯酰胺相對分子量的影響。
引發(fā)劑“霉太低時,聚合反應(yīng)難以引發(fā)或反應(yīng)時間過長; 薺引發(fā)劑太大則升溫速率過快,聚丙烯酰胺相對分子量下降,合適的氧化一還原引發(fā)劑用量為8×10。
單體雜質(zhì)對PAM相對分子量的影響 在單體的生產(chǎn)中,或多或少地引入了一些金屬離子和有機類雜質(zhì)。金屬離子在AM聚合中起阻聚作用,影響了單體的活性,而有機雜質(zhì)在聚合中參與反應(yīng),有的起鏈轉(zhuǎn)移作用,有的起支化作用,這些雜質(zhì)均不利于高相對分子量:PAM的生產(chǎn)。單體中銅離子對產(chǎn)品質(zhì)量的影響很大。 因為AM是由丙烯腈經(jīng)Cu—Al—zn催化劑水合生成的,其中含有cu。’等金屬離子,雖經(jīng)樹脂處理但一般仍含仃微量的銅離子,它們參與AM的聚合反應(yīng),影響其產(chǎn)物的相對分子量。據(jù)此研究了Cuh利cun對聚合的影響.
銅離子的加入嚴重影響了聚合反應(yīng),不論是cu’’或是cu“,當離子含量超過2×10山時就只有部分反應(yīng)。同時即使金屬離子含量很小,相對分子量也會下降很多,這可能是因為離子參與了反應(yīng)使活性中心增多而導(dǎo)致的結(jié)果。從實驗數(shù)據(jù)上看,金屬銅離子的含量最多不能超過0.5×10一。
鏈轉(zhuǎn)移劑對.PAM相對分子量的影響 在研究自由基聚合時,特別是合成線型高分子,鏈轉(zhuǎn)移劑是一種必不可少的催化劑,它能及時終止反應(yīng),以防止大分子基團支鏈化或形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而減少其用量可延長鏈增長時間,提高聚合度。選用的鏈轉(zhuǎn)移劑雖能保證PAM的線型結(jié)構(gòu),但對相對分子量影響較大,不利于生產(chǎn)高相對分子量的PAM。
相對分子量的影響 圖4—6為鏈轉(zhuǎn)移劑對PAM相對分子量的影響。隨著鏈轉(zhuǎn)移劑的增大,PAM相對分子量明顯降低,溶解性變好,過濾比也明顯下降。而鏈轉(zhuǎn)移劑過低,PAM難以溶解。通過調(diào)節(jié)鏈轉(zhuǎn)移劑,可以有效地調(diào)節(jié)PAM,改善其溶解性。合適的鏈轉(zhuǎn)移劑為,此時 PAM相對分子量高且溶解性好,過濾比合格。
鏈自由基與鏈轉(zhuǎn)移劑反應(yīng)時,或者把自由基轉(zhuǎn)移到鏈轉(zhuǎn)移劑上,或者與鏈轉(zhuǎn)移劑偶合而終止。從而使鏈自由基停止鏈增長反應(yīng),降低了PAM相對分子量。同時,也減少了叔碳自由基的偶合,減少了碳一碳交聯(lián),因而提高了PAM的溶解性。
碳酸鈉對PAM相對分子量的影響 大量研究結(jié)果表明,單體.AM在水溶液中的存在形式、形態(tài)隨pH值大小而改變。因此聚合體系pH值將影響聚合速率、聚合物溶解性、聚合物相對分子量及結(jié)構(gòu)形態(tài)。在實驗中發(fā)現(xiàn)堿助劑對聚合產(chǎn)品也有很大影響,在其他條件不變的情況下,碳酸鈉對PAM相對分子量影響十分明顯。
影響聚丙烯酰胺過濾比因素分析 驅(qū)油用的PAM如果含有大量不溶物和體型產(chǎn)物,在注聚合物時會逐漸堵塞油層,降低注PAM速率,從而大大降低驅(qū)油效果。因此,在提高PAM相對分子量的同時,還應(yīng)避免水不容物。聚丙烯酰胺簡稱PAM,又分陰離子(HPAM)陽離子(CPAM),非離子(NPAM)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、紙張增強劑以及液體的減阻劑等,廣泛應(yīng)用于水處理、造紙、石油、煤炭、礦冶、地質(zhì)、輕紡、建筑等工業(yè)部門。
二、聚丙烯酰胺技術(shù)指標:
名稱
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分子量(萬)
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離子度(%)
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高效PH
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固含量%
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殘單%
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外觀
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陽離子聚丙烯酰胺
CPAM
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300-1200
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20-55
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1-14
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≥90
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0.05
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白色顆粒粉末
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陰離子聚丙烯酰胺
APAM
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300-2000
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10-50
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7-14
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≥90
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0.05-0.15
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白色顆粒粉末
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非離子聚丙烯酰胺
NPAM
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200-600
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≤3
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1-8
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≥90
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0.05
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白色顆粒粉末
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兩性離子聚丙烯酰胺
NPAM
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1000-6000
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5-50
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1-14
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≥90
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0.05-0.15
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白色顆粒粉末
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三、聚丙烯酰胺產(chǎn)品選型注意事項:
①絮凝劑的選擇必須充分考慮到工藝和設(shè)備的要求。
②可以通過提高絮凝劑的分子量來提高絮體的強度。
③絮凝劑的電荷值必須通過實驗進行篩選。
④氣候變化(溫度)影響絮凝劑的選型。
⑤根據(jù)處理工藝要求的絮體大小選擇絮凝劑的分子量。
⑥處理前絮凝劑必須和污泥充分混合溶解。
四、聚丙烯酰胺性能特點:
1、 聚丙烯酰胺分子中具有陽性基因,絮凝能力強,用量少,處理效果明顯。
2、 溶解性好,活性高,在水體中凝聚形成的礬花大,沉降快,比其他水溶性高分子聚合物凈化能力大2-3倍。 3、適應(yīng)性強受水體PH值和溫度影響小,原水凈化后達到國家引用水標準,處理后水中懸浮顆粒達到絮凝澄清的目的,有利于離子交換處理和高純水的制備。
4、 腐蝕性小,操作簡便,能改善投藥工序的勞動強度和勞動條件。
五、聚丙烯酰胺應(yīng)用范圍:
聚丙烯酰胺分子中具有陽性基因(-CONH2),能于分散于溶液中的懸浮粒子吸咐和架橋,有著極強的絮凝作用,它能夠加速懸浮液中的粒子的沉降,有非常明顯的加快溶液的澄清,促進過濾等效果,所以廣泛用于水處理及電力、采礦、選煤、石棉制品、石油化工、造紙、紡織、制糖、醫(yī)藥、環(huán)保等。
1、作為絮凝劑,主要應(yīng)用于工業(yè)上的固液分離過程,包括沉降、澄清、濃縮及污泥脫水等工藝,應(yīng)用的主要行業(yè)有:城市污水處理、造紙工業(yè)、食品加工業(yè)、石化工業(yè)、冶金工業(yè)、選礦工業(yè)、染色工業(yè)和制糖工業(yè)及各種工業(yè)的廢水處理。用在城市污水及肉類、禽類、食品加工廢水處理過程中的污泥沉淀及污泥脫水上,通過其所含的正電荷基團對污泥中的負電荷有機膠體電性中和作用及高分子優(yōu)異的架橋凝聚功能,促使膠體顆粒聚集成大塊絮狀物,從其懸浮液中分離出來。效果明顯,投加量少。
2、在造紙工業(yè)中可用作紙張干強劑、助留劑、助濾劑,能極大的提高成紙質(zhì)量,節(jié)約成本,提高造紙廠的生產(chǎn)能力??芍苯优c無機鹽離子、纖維以及其它有機高分子發(fā)生靜電橋梁作用以達到增強紙張的物理強度,減少纖維或填料的流失,加快濾水,起增強、助留、助濾作用,還可以用于白水的處理,同時,在脫墨過程中能起明顯的絮凝效果。
3、纖維泥漿(石棉-水泥制品)中可使成型的石棉-水泥制品排水性得到改善,使石棉板坯料的強度提高;在絕緣板中,可提高添加劑和纖維的結(jié)合能力。
4、在采礦、選煤行業(yè)中可作礦山廢水、洗煤廢水的澄清劑。
5、可用于染色廢水、皮革廢水、含油廢水的處理,使之除濁、脫色,以達到排放標準。
6、在磷酸提純中,有助于濕法磷酸工藝中石膏的分離。
7、用于以江河水源的自來水廠的水處理絮凝劑。
六、使用方法及注意事項:
1.配成0.2%濃度的水溶液以實用中性不含鹽的水為宜。
2.因本產(chǎn)品適用的水體PH值范圍比較廣泛,一般投加量為0.1-10ppm(0.1-10mg/L)。
3.充分溶解。要求溶解時將水體充分攪拌起來后再緩慢、均勻加入藥粉,防止出現(xiàn)大塊絮團和魚眼現(xiàn)象而引起的阻塞管道和泵。
4.攪拌速度一般為200轉(zhuǎn)/分鐘為宜,時間不少于60分鐘,適當提高水溫20-30攝氏度,可加速溶解。藥液最高溫度應(yīng)小于60度。
5.確定最佳加藥量。使用前先通過實驗確定最佳用量。因用量過低,不起作用,用量過高,反而起反作用,超過一定濃度時,PAM不但不絮凝,反而分散穩(wěn)定使用。
6.本品應(yīng)儲存在陰涼、干燥的地方,防止受潮。
7.工作場地要經(jīng)常用水沖洗,保持清潔。因其粘度大,散落地下的PAM遇水地面光滑,防止操作人員滑跌引發(fā)安全事故。
8.本產(chǎn)品內(nèi)襯塑料袋,外層用塑料復(fù)膜編織袋,每袋25Kg。
七、聚丙烯酰胺物理性質(zhì)及使用特性
1、物理性質(zhì):分子式(CH2CHCONH2)r
PAM是一種線型高分子聚合物,它易溶于水,幾乎不溶于苯、乙苯、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;加熱到100°C 穩(wěn)定性良好,但在150°C 以上時易分解產(chǎn)生氮氣,在分子間發(fā)生亞胺化作用而不溶于水,密度(克)毫升23°C 1.302。玻璃化溫度153°C ,PAM在應(yīng)力作用下表現(xiàn)出非牛頓流動性。
2、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在中性和酸性條件下均有增稠作用,當PH值在10°C 以上PAM易水解,呈半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時,增稠將更明顯。
八、聚丙烯酰胺PAM的合成及工藝
聚丙烯酰胺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,工藝簡介如下: