聚丙烯酰胺
名稱 聚丙烯酰胺 Polyacrylamide
別名 Polyacrylic Amide; PAM
分子式 (C3H5NO)N
結構式
相對分子質量 1×104—2×107
物化性質 本品是丙烯酰胺單體頭-尾鍵接的線性聚合物，在常溫下為堅硬的玻璃態(tài)固體，由于組成和合成方法不同，所得產品有膠液、膠乳和白色粉粒、半透明珠粒和薄片等。對于粉粒產品在制造時適量添加一些無機鹽、尿素和表面活性劑等，能減弱聚丙烯酰胺大分子間的締合，防止結團，有助溶解。
固體聚丙烯酰胺的密度(23℃)為1.302g/cm3，玻璃化溫度153℃，軟化溫度210℃。
聚丙烯酰胺能以任意比例溶于水，水溶液均為透明的液體。分子量的大小對溶解度影響較小，但當溶液濃度高于10%時，對于高分子量的聚合物因分子間氫原子的鍵合作用，可呈現出類似凝膠狀的結構。
聚丙烯酰胺水溶液的粘度隨著聚合物分子量的增加而明顯增高，并與濃度變化呈對數關系增減，溫度對溶液的粘度也有影響，但不明顯。高分子量聚丙烯酰胺溶液為假塑性流體，其粘度受剪切速率等因素的影響，當剪切速率增大到臨界值時，由于大分子伸展，堆積密度降低粘度明顯下降，此外，若長時間受高剪切力剪切，可引發(fā)大分子產生鏈段，而影響使用效果。
長期存放的聚丙烯酰胺水溶液，可因聚合物緩慢的降解而使溶液粘度下降，特別實在貯運條件較差時更為明顯。為此，除了采取措施改善環(huán)境，如嚴格控制存放溫度在50℃以下，防止直接暴曬。此外，可在溶液中添加少量的穩(wěn)定劑如硫氰酸鈉、硫脲、亞硝酸鈉和非溶劑甲醇等，以使聚合物水溶液保持穩(wěn)定。
合成方法 聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺單體聚合而成的。目前，聚合方法主要有反相懸浮聚合及乳液縮聚以及連續(xù)水溶液聚合等。丙烯酰胺的聚合屬于自由基聚合反應，所用引發(fā)劑通常為過氧化物、過硫酸鹽和偶氮化物等。
質量標準 水處理劑聚丙烯酰胺國家標準(GB 17514-1998)如下：
(1)外觀 固體聚丙烯酰胺為白色或微黃色顆粒或粉末;膠體聚丙烯酰胺為無色或黃色透明膠體。
(2)相對分子質量 根據用戶要求提供，與標稱值的相對偏差不大于10%。
(3)水解度 與標稱值的絕對偏差不大于2%?；蚋鶕脩粢筇峁?。非離子型產品，水解度不大于5%。
(4)水處理劑聚丙烯酰胺還應符合表1-1的要求。
聚丙烯酰胺質量標準(GB17514-1998)
項目
指標
飲用水用
污水處理用
優(yōu)等品
一等品
合格品
固含量（固體）/% ≥
90.0
90.0
87.0
丙烯酰胺單體含量/% ≤
0.05
0.10
0.20
溶解時間（陰離子型）/min ≤
60
90
120
溶解時間（非離子型）/min ≤
90
150
240
篩余物（1.00mm篩網）/% ≤
5
10
10
篩余物（180μm篩網）/% ≥
85
80
80
注：①膠體聚丙烯酰胺的土含量應不小于標稱值；②用戶對產品顆粒有特殊要求時，可另訂協(xié)議。
檢測方法
(1)相對分子質量，使用85g/L的 硝酸鈉溶液將試樣配置成溶稀液。用烏氏粘度計測定其極限黏度，按經驗公式計算試樣的相對分子質量。
(2)水解度，以甲基橙-靛藍二磺酸為指示劑，用鹽酸標準滴定液滴定。
(3)丙烯酰胺單體含量 用規(guī)定體積和濃度的甲醇-水溶液浸取聚丙烯酰胺至平衡，用氣相色譜法測定浸取液中丙烯酰胺的峰面積，計算單體含量。
聚丙烯酰胺
用途
聚丙烯酰胺是最早開發(fā)出的有機高分子絮凝劑，由于其良好的絮凝以及助凝作用，在工而已給水處理以及污水處理中廣泛應用。目前，其生產量占有機高分子絮凝劑的80%。我國在20世紀60年代初成功開發(fā)出聚丙烯酰胺，70年代開始應用于工業(yè)給水處理。由于商品聚丙烯酰胺含有少量有毒的未聚合的丙烯酰胺單體，我國規(guī)定飲用水處理丙烯酰胺的最高容許含量是0.01mg/L，使其在生活給水處理中限制了其應用，但在工而已水處理、造紙、采礦、洗煤、冶金和石油鉆采等行業(yè)都有廣泛的應用。
固體粉末產品在使用前需要配置呈水溶液，為防止溶解過程粉末結團出現“魚眼”現象，可在溶解槽內先加入計算量一般的溫水(不超過66℃)，在攪拌下將粉末緩慢地加入，再補足余量水，攪拌至完全溶解為止。也可使用專用設備如水噴射器，連續(xù)吸入粉末，制成儲備溶液。
在操作的時候，液體產品的疏松最好用容積泵，以避免因離心泵產生的剪切作用使聚合物相對分子質量降低。水溶液濃度一般為0.1%-0.05%;或是先配成0.1%-0.2%，使用時再稀釋成0.05%或降低，稀溶液宜隨用隨配，存放時間不宜超過5天，用時采用多點連續(xù)投加方法，以充分發(fā)揮聚合物的絮凝作用。
聚丙烯酰胺的投加量因作用和對象的不同而異。一般情況下，絮凝助凝用0.1-3mg/kg，絮凝劑用0.5-5mg/kg，過濾助劑用0.03-0.3mg/kg。污泥調理劑用0.1%-2%(絕干污泥)。
安全衛(wèi)生與防護 本品低毒，在使用過程中應配有防護措施。在使用時應穿防滑鞋，以防滑倒。
包裝與儲運，本品以水溶液、膠乳和粉末形式供應。固體粉末裝于襯有防潮聚乙烯袋或內襯聚乙烯層的鐵桶內，凈重25-100kg，由于固體粉末吸濕性很強，必須包扎嚴密，防止在高濕環(huán)境中暴露，在普通環(huán)境中其穩(wěn)定性可持續(xù)二年。液體產品，以聚乙烯袋封裝后置入木桶或鐵桶，每桶凈重25kg或55gal(1gal=4.55L)，貯存期限一般在3-6個月，使用前需要進行攪拌，存放溫度不宜高于32℃和低于0℃。