淺說(shuō)PAM

趙占華

濮陽(yáng)龍豐紙業(yè)有限公司

淺說(shuō)PAM

趙占華

濮陽(yáng)龍豐紙業(yè)有限公司

簡(jiǎn)要介紹了聚丙烯酰胺（PAM）的相關(guān)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，使用概況，并著重闡述了其應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)還推薦了簡(jiǎn)易的鑒別方法。

聚丙烯酰胺；使用；應(yīng)用價(jià)值；鑒別

自2004年從事造紙化學(xué)品的驗(yàn)收研發(fā)工作以來(lái)，接觸過(guò)許多不同層次，不同規(guī)模企業(yè)生產(chǎn)的造紙化學(xué)品，特別是聚丙烯酰胺，不同的供應(yīng)商，產(chǎn)品使用效果差別很大。由于企業(yè)要控制生產(chǎn)成本，無(wú)休的殺價(jià)，非常偏愛(ài)低價(jià)格的產(chǎn)品。而供貨商為了開(kāi)拓市場(chǎng)或包住現(xiàn)有市場(chǎng)，相互間搞起了價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。有些缺乏誠(chéng)信的供應(yīng)商沖著低價(jià)格的這類用戶，不講質(zhì)量，只求低價(jià)格，玩起了假冒偽劣游戲。

面對(duì)這種惡性價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)形勢(shì)，心里有著一種說(shuō)不出的滋味。能做的只有對(duì)PAM作科普宣傳，以提高對(duì)PAM的認(rèn)知能力，使企業(yè)對(duì)PAM有足夠的認(rèn)知，從而獲益。

1　PAM簡(jiǎn)介

聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）簡(jiǎn)稱PAM，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)。單體丙烯酰胺化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，在雙鍵及酰胺基處可進(jìn)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(tuán)，可以得到不同電荷產(chǎn)品：陰離子、陽(yáng)離子、非離子、兩性離子聚丙烯酰胺。PAM的平均分子量從數(shù)千到數(shù)千萬(wàn)以上沿鍵狀分子有若干官能基團(tuán)，在水中可大部分電離，屬于高分子電解質(zhì)。根據(jù)它可離解基團(tuán)的特性分為陰離子型（如--COOH，--SO3H，--OSO3H等）陽(yáng)離子型（如--NH3OH，--NH2OH，-CONH3OH）和非離子型。［1］產(chǎn)品外觀為白色粉末，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(wú)毒、無(wú)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℃穩(wěn)定性良好，但在150℃以上時(shí)易分解產(chǎn)中氮?dú)猓诜肿娱g發(fā)生亞胺化作用而不溶于水，密度（克）毫升23℃1.302。玻璃化溫度153℃，PAM在應(yīng)力作用下表現(xiàn)出非牛頓流動(dòng)性。

2　PAM使用發(fā)展概況

國(guó)內(nèi)：

我國(guó)聚丙烯酰胺產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)50年代末期。1962年上海天原化工廠建成我國(guó)第一套聚丙烯酰胺的生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)水溶膠產(chǎn)品。隨后，吉化公司研究院、中科院廣州化學(xué)所也研制成功聚丙烯酰胺并投入生產(chǎn)。此后，由于聚丙烯酰胺在油田三次采油的大量應(yīng)用，以及在污水處理、造紙等方面用量的增加，我國(guó)聚丙烯酰胺的生產(chǎn)能力不斷增加，目前生產(chǎn)廠家已經(jīng)達(dá)到60多家，總生產(chǎn)能力約為16萬(wàn)噸/年，總消費(fèi)量約為12萬(wàn)噸/年。

國(guó)外：

目前，世界上聚丙烯酰胺的總生產(chǎn)能力約為450kt/a，產(chǎn)量約400kt/a，美國(guó)、日本、歐洲是聚丙烯酰胺的主要生產(chǎn)和消費(fèi)地，其生產(chǎn)能力約占世總生產(chǎn)能力的85%。國(guó)外聚丙烯酰胺的生產(chǎn)廠家主要有美國(guó)的道化學(xué)公司、氰胺公司、聯(lián)合膠體公司、拉爾科公司，日本的日東化學(xué)公司、三井東亞公司、三井氫胺公司、三菱化學(xué)公司、三洋化成公司，法國(guó)SNF圣泰公司，德國(guó)的斯托豪森公司、巴斯夫公司和英國(guó)聯(lián)合膠體公司等。

3　PAM的應(yīng)用

3.1石油開(kāi)采

根據(jù)美國(guó)油田化學(xué)品研究報(bào)告指出，采用化學(xué)技術(shù)驅(qū)油提高石油采收率。無(wú)論是采用膠束一聚合物驅(qū)油還是用聚合物驅(qū)油，都需要大量使用PAM系聚合物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，PAM在美國(guó)有31%左右用于油田，而我國(guó)則高達(dá)60%以上，在油田化學(xué)品中，PAM是具有多方面作用的添加劑，如鉆井液、洗井液、注水采油及提高采收率都有重要的作用。

在現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的今天，實(shí)驗(yàn)儀器的微機(jī)化、數(shù)字化、智能化，給我們實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了新的氣息，同時(shí)為我們改變?cè)械膶?shí)驗(yàn)教學(xué)模式開(kāi)辟了一條新途徑.所以，我們?cè)谏韺W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，引進(jìn)了生物信號(hào)采集處理系統(tǒng)，并安裝了相應(yīng)的配套軟件，可取代傳統(tǒng)的記錄儀、示波器和刺激器等實(shí)驗(yàn)儀器，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)智能處理.實(shí)景仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛑庇^的了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，其中包括實(shí)驗(yàn)對(duì)象、實(shí)驗(yàn)裝置和儀器等.另外，通過(guò)了解實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)及手術(shù)過(guò)程，可以更加全面的了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程.實(shí)景仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用大大提高了實(shí)驗(yàn)成功率，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力.

3.2用作驅(qū)油劑

在提高石油采收率的三次采油諸方法中，用PAM作驅(qū)油劑占有重要地位。聚合物的作用是調(diào)節(jié)注入水的流變性，增加驅(qū)動(dòng)液的粘度，改善水驅(qū)波發(fā)效率，降低地層中水相滲透率，使水與油能勻速地向前流動(dòng)。

3.3用作堵水調(diào)整劑

在油田生產(chǎn)過(guò)程中，由于地層的非均質(zhì)性，常產(chǎn)生水浸問(wèn)題，需要進(jìn)行堵水，其實(shí)質(zhì)是改變水在地層中的滲流狀態(tài)，以達(dá)到減少油田產(chǎn)水、保持地層能量、提高油田最終采收率的目的。

3.4用作鉆井液調(diào)整劑

作為鉆井液調(diào)整劑，經(jīng)常使用的是部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），它由PAM水解而得。其作用是調(diào)節(jié)鉆井液的流變性，攜帶巖屑，潤(rùn)滑鉆頭，減少流體損失等。

3.5用作壓裂液添加劑

壓裂工藝是油田開(kāi)發(fā)致密層的重要增產(chǎn)措施，其作用是開(kāi)通巖石的通過(guò)，讓油流過(guò)，亞甲基PAM交聯(lián)而成的壓裂液，由于具有高粘度、低摩阻、良好的懸砂能力以及配制方便和成本低的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用。［8］

3.6用于礦冶行業(yè)

采礦過(guò)程中，通常使用大量的水，最后常需回收水中的有用固體，并將廢水凈化回收使用。應(yīng)用PAM絮凝，可促進(jìn)團(tuán)粒的下沉、液體的澄清和泥餅的脫水，從而可提高生產(chǎn)效率，減少尾礦流失和水消耗，降低設(shè)備投資和加工成本，并避免環(huán)境污染。鈾礦提取是PAM最早的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，用酸或磺酸鹽溶液瀝取鈾礦石時(shí)，在瀝取物的濃縮和過(guò)濾中，添加PAM處理非常有效。［9］

3.7紡織、印染工業(yè)中的應(yīng)用

在紡織工業(yè)中，聚丙烯酰胺作為織物處理的上漿劑、整理劑、可以生成柔順、防皺、防霉菌的保護(hù)層。利用它的吸濕性強(qiáng)的特點(diǎn)，能減少紡細(xì)紗時(shí)的斷張率。聚丙烯酰胺作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃。

3.8水處理

如前所述，PAM的酰胺基團(tuán)可與許多物質(zhì)親和形成氫鍵。高分子PAM在被吸附的粒子間形成“橋聯(lián)”，它還可通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化或共聚變成含有陰、陽(yáng)、非及兩性離子的完整絮凝劑體系。這些使得PAM成為當(dāng)前最理想，最重要的絮凝劑。PAM在國(guó)外水處理業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，美國(guó)約有43%的PAM應(yīng)用在水處理中，日本約30%。

3.9造紙

PAM作為造紙助劑在國(guó)外的使用量是相當(dāng)大的，添加不同分子量，不同官能基團(tuán)的PAM有增加填料保留，紙頁(yè)纖維干濕增強(qiáng)及提高表面性質(zhì)，油墨吸附等多種作用，例如，PAM是一種優(yōu)良的表面涂布劑，表面涂布劑是改善紙表面強(qiáng)度，提高紙張適印性而施涂在紙面的一種助劑，常用的有PAM，聚乙烯醇（PUA），淀粉（氧化淀粉和改性淀粉）PAM對(duì)紙具有較好的滲透性。

4　簡(jiǎn)易鑒別方法

用戶與其買摻假的聚丙烯酰胺，不如使用高分子量的聚丙烯酰胺。理論上講，300萬(wàn)和2000萬(wàn)的聚丙烯酰胺生產(chǎn)成本是一樣的，但廠家出售的聚丙烯酰胺價(jià)格是隨著分子量變化而變化的，分子量越高，售價(jià)越高。為了避免上當(dāng)受騙，給缺乏化驗(yàn)檢測(cè)手段的用戶介紹如下簡(jiǎn)易可靠的鑒別方法：

4.1定量檢測(cè)聚丙烯酰胺的灰分

為了能在驗(yàn)收聚丙烯酰胺時(shí)，快速的鑒別真假，先后采取電導(dǎo)率、比重、粘度、灰分等分析方法，最終確定了采用灰分方法，定量的檢測(cè)出摻假（鹽）的含量。

4.2辨別聚丙烯酰胺絮凝劑的味道

對(duì)聚丙烯酰胺原有味道的改變：高分子量的聚丙烯酰胺填料低分子量的聚丙烯酰胺常用的填料之一：工業(yè)食鹽食鹽，即氯化鈉，價(jià)格低，外觀和聚丙烯酰胺相似，食鹽的加入，能達(dá)到增溶的作用，即能提高聚丙烯酰胺PAM的稠度。但是加入量太大，會(huì)影響聚丙烯酰胺和其他物質(zhì)的相溶性。純的聚丙烯酰胺是沒(méi)有味道的，而摻食鹽的聚丙烯酰胺，往往帶有咸味，你可以嘗一下您購(gòu)買的聚丙烯酰胺PAM，看看是否有咸的味道？ 常用的填料之一：尿素，價(jià)格低，外觀和聚丙烯酰胺相似，尿素的加入，能減少聚丙烯酰胺PAM鏈間的氫鍵數(shù)量，因此在聚丙烯酰胺PAM溶于水時(shí)，能加速聚丙烯酰胺的溶解，減少結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象。這時(shí)您采購(gòu)的聚丙烯酰胺是沒(méi)有味道的。在使用聚丙烯酰胺做膠水增稠時(shí)，使用中等分子量的聚丙烯酰胺，這樣能滿足增稠和潤(rùn)滑的雙重作用。

5　結(jié)束語(yǔ)

作為造紙企業(yè)，抄紙和污水的處理都要用到PAM，量體裁衣為自己選擇貨真價(jià)實(shí)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的PAM是很有意義的。我們一向反對(duì)用偽劣產(chǎn)品來(lái)擾亂市場(chǎng)蒙坑的行為，我們倡導(dǎo)應(yīng)以誠(chéng)信為本，以優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品去參與市場(chǎng)的公平競(jìng)爭(zhēng)。希望這篇拙作能給相關(guān)用戶一丁點(diǎn)啟示。

［1］毛欣，聶雅玲.高分子量聚丙烯酰胺的制備［J］.遼寧化工，2007，36（6）：384-386.

［2］［3］程麗鴻，國(guó)內(nèi)聚丙烯酸胺市場(chǎng)研究.《產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)》，2009年4月6日，第十七卷，第7期