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简析聚丙烯酰胺的用途及作用机理
发布时间:2022-03-23 新闻来源:河南中标环保科技有限公司
聚丙烯酰胺(PAM)为一种线型高分子聚合物,具有良好的热稳定性;易溶于冷水,而在有机溶剂中的溶解度有限。聚丙烯酰胺具有一系列优良的性能,如絮凝性、增稠性、表面活性、沉降、过滤、增粘、助留、净化等。

聚丙烯酰胺(PAM)为一种线型高分子聚合物,具有良好的热稳定性;易溶于冷水,而在有机溶剂中的溶解度有限。聚丙烯酰胺具有一系列优良的性能,如絮凝性、增稠性、表面活性、沉降、过滤、增粘、助留、净化等。

聚丙烯酰胺根据其分子中是否具有离子分为非离子型聚丙烯酰胺和离子型聚丙烯酰胺。离子型聚丙烯酰胺又包括阴离子型、阳离子型和两性聚丙烯酰胺。

非离子聚丙烯酰胺是丙烯酰胺均聚物,主要在造纸中用作补强剂、助留剂、钻井降水剂、三次采油驱油剂等。非离子型聚丙烯酰胺中的酰胺基可以通过部分水解转化为含有羧基的聚合物,成为阴离子型聚丙烯酰胺。

阴离子型聚丙烯酰胺主要用于以无机物固体为主的中性悬浮液的污水处理。在初级废水中投0.25mg/L的阴离子聚丙烯酰胺,悬浮物和BOD(生物需氧量)去率分别可达66%和23%,但用于酸性环境较差。

阳离子聚丙烯酰胺可中和负电荷及桥连絮体,在生物污泥处理中具有增稠作用,利于形成大块絮状物而不粘附过滤器滤布。

两性聚合物在分子中具有阳离子和阴离子基团,它的结构决定了其在pH条件较宽范围使用,尤其是它使污泥的脱水性好,使污泥滤饼含水率降低。

聚丙烯酰胺可根据需要合成不同分子量的聚合物,并可改性为带有不同离子的聚合电解质,因此得到广泛应用,其用量占高分子絮凝剂的80%以上。聚丙烯酰胺由于其酰胺基与水形成氢键,产生缔合作用,显示了亲水性和易溶性。与其他高分子絮凝剂的作用机理一样,对水中的分散体,聚丙烯酰胺主要表现为吸附架桥作用和电中和作用。

吸附架桥作用:具有架桥作用是高分子聚合物的特点。由于它们有很高的聚合度,在水溶液中呈长的线性分子,并可以借助于范德华引力、氢键及静电引力,对固体颗粒有着强有力的吸附作用。对聚丙烯酰胺来说,主要靠氢键对悬浮液中的颗粒进行吸附,在吸附的同时,固体颗粒还可以直接粘附在一起,吸附了固体颗粒的聚合物分子又相互缠绕交联,形成复杂的聚集体。吸附架桥作用要求聚合物有足够的分子链,絮凝效果随着分子量的增加而提高,但其溶解性能则随着分子量的增加而变小。

电中和作用:高分子絮凝剂可以与胶体表面的扩散层离子中和,破坏其电偶层的稳定性,从而使微粒发生沉降。吸附架桥作用与电中和作用一直作为高分子絮凝剂作用的理论基础而得到公认。高分子聚合物的每个链都含有数千个离子电荷位,能中和悬浮胶体粒子的表面电荷,同时又形成氢键,在悬浮粒子间“搭桥”,使悬浮物立即附着于高分子聚合物链上,当凝聚的颗粒足够大时便沉降下来,其沉降作用可以在数分钟内完成。