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重庆聚丙烯酰胺PAM具有优良的选择性和适应性

发布时间:2022-09-23

 



PAM具有优良的选择性和适应性,是当今世界上获得快速发展的高科技精细化工产品,广泛用于油田注水增调剂、钻井低固相不分散泥浆絮凝剂、土壤改良剂、纺织浆料、纸张增强剂、土壤稳定剂、纤维糊料、树脂加工助剂、分散剂,以及用于助沉、洗煤、污水处理、铀矿沥取、石油钻井等。PAM作为新型高分子材料,其应用和开发进展很快.已经取得令人瞩目的成果。


 


1、油田  


 自1964年帕依(rye)和桑迪福德提出了在生水中加人少量PAM能降低水的流度后,这种方法在油田中应用已有40多年历史。使PAM和甲醛、亚硫酸氢钠等水溶液.在相应温度下反应,可生成带磺甲基的产物。实验表明,在PAM链上引入磺酸盐可改善热稳定性、耐剪切性和低吸附性,使高分子的亲水性和抗盐性大有提高,并提高了产物的耐高价离子污染的能力。


  PAM作为一种多功能添加剂.在钻井工艺中用于泥浆的增调剂、稳定剂和沉降絮凝制以改进泥浆的流变性;能改进悬浮颗粒的大小,提高悬浮力,加速原油的过滤、分离。作为土壤结构成型剂,使井壁表面抗冲击性能提高,钻井通过启层时使不易分散的液浆获得分离效果。使部分水解均聚丙烯酰胺与甲醛、乙二醛等发生羟甲基化反应而生成侧链含甲基的产物,在原油生产中可获得满意的效果。


在二次采油时将PAM注人盐水中,可提高盐水的喷射能力,从多孔的岩石表面有效地将原油萃取下来。在水~油乳液中加人PAM,可明显地降低乳液的粘度。加人贮油池内,可降低油池表面的含水量,降低采用成本。在石油开采中,可增加注人水的粘度,避免击穿油层,提高采油率。在第三次采油中用作增稠剂,增加驱油能力,提高油床开采效果。在油田领域内,更新的阴、阳离子的PAM可用于保护注人的地下水从启孔渗透并凝集回收原油,提高油井生产的经济性,控制水分向油层掺人。


  此外.PAM还用于压裂液添加剂、润滑剂、降阻剂等。在油田化学中,PAM是多用途的添加剂,如钻井液、洗井液、注水采油及提高采收率等都起着重要的作用。利用PAM线型大分子结构,在湍流状态下很容易按流动方向取向成长线条状,湍流发展。PAM可作为降摩剂的理想材料,在原油的长距离管道输送中,加人0.lmg/L(原油量)PAM,就能大大地降低原油输送阻力,从而降低能耗。


 


2、造纸  


 PAM在造纸中的应用,始于40年前的阴离子型PAM。其后各种改性PAM的快速发展,尤以AM与其它单体共聚及AM与淀粉的接枝共聚为主。用于造纸助剂,在国外使用量相当大。不同分子量的PAM也有它各自不同的用途:分子量(M)1000~10000用于分散剂,可改善纸页的均匀度;M为50万~100万可用做增强剂,能有效提高纸的强度;M为100万~250万可用做助留剂、滤水剂、沉降剂,能提高填料和细小纤维的存留率,加速脱水速度,还可沉淀污水,减少它们在水中的流失量。  


 PAM可作为造纸厂的污水处理剂。处理后废水可循环使用,并可严格控制污水中金属离子的含量。


 


3、水处理 


 在工业用水和污水处理中,首先要对原水进行处理.常使用PAM和无机凝聚剂配合物,由此大大降低无机凝聚剂用量,避免无机凝聚物用量大而堵塞和腐蚀设备,并防止结垢。使用37.5份高分子PAM与50份三聚磷酸钠组成阻垢剂。可使严重结垢的换热器基本不结垢。 


  PAM作为絮凝剂用改性淀粉进行改性后可增加水的结合量,它是用15份PAM与85份淀粉来制备。


例如使土豆淀粉100kg悬浮在150t的水中(55℃),用Na2CO3 0.5kg、NaOH0.3k相混合,在50℃下搅拌2h,然后将淀粉滤出,水洗。调节pH值为6.5,再过滤、干燥.与PAM20kg反应而成。PAM作为高分子絮凝剂可用于处理乳白色纸浆废水悬浮物,并使水变为无色透明液,悬浮物浓度降至50mg/L以下。


PAM的分子内酰胺基可与许多物质亲和形成氢键。高分子PAM是能吸附微粒的官能团线状高分子化合物。它能像一条长绳一样将一些微粒吸附在一起形成团絮状,也可加速微粒沉降。高分子PAM能在被吸附的粒子间形成“桥联”,其长碳链起架桥作用,可通过化学转化或共聚转变成含有阳、阴、非离子及两性离子的完整絮凝剂体系,促进团絮生成,加速微粒沉降。由此使它成为当代重要、理想的絮凝剂,也是在我国使用量的一种高分子絮凝剂。PAM与其它絮凝剂相比,其品种多,规格齐全.可满足不同废水处理的使用要求。其用量少.沉降速度侠,生成泥渣少,后处理简单。


  PAM适用于工业污水.制糖工业废水及化工、石油开采、冶金、煤炭等各行业的废水处理。可强化废水快速实现固液分离.脱除少机械杂质,达到净化污水的目的。例如用于制糖工业,能使沉淀速度提高20倍。其分子量越大.絮凝效果越好,一般用量1~15mg/L。


 


4、水土保持  


在20多年前,美国已成功地将PAM用于土壤结构成型剂。施用少量PAM共聚物,可明显提高土壤抗风蚀和水蚀的能力,较传统的增强剂(如沥青)等更为有效。


  粉状PAM具有水溶性,降雨时可随水分扩散均匀并渗透到土壤孔隙内呈饱和。由于PAM具有絮凝性,遇到水中悬浮的土壤颗粒时,一个组分可吸附多个土壤颗粒,而一个土壤颗粒也能被多个组分分子吸附,从而产生大的凝絮团。这些凝絮团,降低了雨滴对土壤的表面溅蚀力,而分子团的作用减少了颗粒的起动力。分子团的粘性也降低了流体阻力,增加了抗蚀性,加强了土壤颗粒间的相互作用,从而使土壤表而稳定。其保水、保土、保肥效果十分明显,对水土流失的治理起积极作用。由于PAM的水解度(HPAM)可使土壤团粒化,改善空气流通性、水渗透性和保水性,除可作为土壤改良剂、水土保持剂外,也可用于堵漏剂、果树防冻剂和水呼吸树脂等。


 


5、碳纤维增强树脂


  碳纤维增强聚丙烯酰胺树脂是以合成树脂聚丙烯酰胺树脂为基体,加入各种纤维增强而成的高分子复合材料。碳纤维增强塑料在未来合成材料的应用中将占地位。


 


6、纺织业  


 在纺织工业中PAM可用于上浆剂、整理剂。使用丙烯酰胺共聚物替代明胶和淀粉用于纤维的浆料.可使纤维具有好的梳棉性,并明显降低浆料的消费量。


 


7、浮选分离  


 PAM作为絮凝剂,为其它絮凝剂所不及。在矿物悬浮液中加入HPAM,并在超声波作用下,会产生絮凝效果。将其用于煤矿的浮选液可加速沉积的凝集,用于采煤可提高开采率,降低能耗。


在赤铁矿一石英混合物中使用HPAM可进行选择性絮凝,利用HPAM高分子与赤铁矿粉末的分子表面较强的分子间结合力,可分离出石英粉末。


将HPAM用于选择性分离已引起研究者的极大兴趣,正在寻求工艺条件以达到显著的效果。


 1976年日本学者使用含Ti(OH)4的块状PAM经粉碎后,曾从海水中提出金属铀。


1979年使用Fe(OH)2、En(OH)2等的PAM共聚物吸附Ca、Ni、Cu等金属离了获得成功。 


1983年中国台湾合成了PAM一磷酸锆树脂,将其有效地分离Cs、Co、Ce等金属离子。


1988年日本随后合成出PAM一磷酸锡树脂,用于从海水中提取金属离子.


 


8、医学  


 在医学领域,均聚物凝胶用于凝血酶原粒化刺和药物的载体。文献报道,用粒径小于0.3mm的PAM携带药物后处理伤口,可吸收伤口的异物和脓,并释放出药物达到治疗的目的。


 


9、生化领域 


 交联的、部分水解PAM可用于生化领域。粒度几百微米到几十微米的PAM可用于色谱埴料(例如凝胶色谱柱填料),可有效地分离乳球朊、白朊 晶朊、细胞色素等球形蛋白质,留下来的高分子量的蛋白质被进一步浓缩。


 


10、其它应用  


 PAM可作成微球.其机械强度高,可用作色谱仪填料。功能化的PAM可作固定化酶的载体和化学反应的催化剂,用于不同的化学催化反应。在农业上.PAM可用于肥料、杀菌等的外包覆材料。将PAM加在水流中可使水流阻力降低,使消防水喷枪喷得更远;用于水力推进船只,可提高航海速度;作为涂料,可用于人造草的表面涂饰。


 


 PAM的应用将会随着功能化的进展,呈现更加诱人的发展前景。


 


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