聚丙烯酰胺的检测方法

题目：聚丙烯酰胺（PAM）的质量检测工艺设计论文摘要研究内容：了解聚丙烯酰胺的检测方法研究目的：通过对产品检测的认真学习，充分了解检测的方法，从而得到合格的产品试验方法：在化验室通过各种仪器对展品进行检测主要成果：了解PAM的达标规范目录一．聚丙烯酰胺简介……………………………………………………………………二．聚丙烯酰胺市场分析……………………………………………………………………三．聚丙烯酰胺生产工艺……………………………………………………………………四．聚丙烯酰胺的质量检测工艺五．总结聚丙烯酰胺（PAM）的质量检测工艺设计一．聚丙烯酰胺简介聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）简称PAM，由丙烯酰胺单体聚合而成，是一种水溶性线型高分子物质。单体丙烯酰胺化学性质非常活泼，在双键及酰胺基处可进行一系列的化学反应，采用不同的工艺，导入不同的官能基团，可以得到不同电荷产品：阴离子、阳离子、非离子、两性离子聚丙烯酰胺。PAM的平均分子量从数千到数千万以上沿键状分子有若干官能基团，在水中可大部分电离，属于高分子电解质。根据它可离解基团的特性分为阴离子型（如--COOH,--SO3H,--OSO3H等）阳离子型（如--NH3OH,--NH2OH,-CONH3OH)和非离子型。产品外观为白色粉末，易溶于水，几乎不溶于苯，乙醚、酯类、丙酮等一般有机溶剂，其水溶液几近透明的粘稠液体，属非危险品，无毒、无腐蚀性，固体PAM有吸湿性，吸湿性随离子度的增加而增加，PAM热稳定性好；加热到100℃稳定性良好，但在150℃以上时易分解产中氮气，在分子间发生亚胺化作用而不溶于水，密度（克）毫升23℃1.302。玻璃化温度153℃，PAM在应力作用下表现出非牛顿流动性。（一）PAM的作用原理简介1.PAM的作用是什么？1、絮凝作用原理：PAM用于絮凝时，与被絮凝物种类表面性质，特别是动电位，粘度、浊度及悬浮液的PH值有关，颗粒表面的动电位，是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM，能使动电位降低而凝聚。2）吸附架桥：PAM分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降。3）表面吸附：PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附。4）增强作用：PAM分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状，从而起增强作用。（二）PAM的使用特性1、絮凝性：PAM能使悬浮物质通过电中和，架桥吸附作用，起絮凝作用。2）粘合性：能通过机械的、物理的、化学的作用，起粘合作用。3）降阻性：PAM能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50—80%。4）增稠性：PAM在中性和酸条件下均有增稠作用，当PH值在10以上PAM易水解。呈半网状结构时，增稠将更明显。产品分类聚丙烯酰胺按分子所带电荷性质可以分为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性离子聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺。（三）PAM的产品种类1、阴离子聚丙烯酰胺[产品应用]1、主要用作絮凝剂：对于悬浮颗粒，较粗、浓度高、粒子带阳电荷，水PH值为中性或碱性的污水，由于阴离子聚丙烯酰胺分子链中含有一定量极性基能吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥形成大的絮凝物。因此它加速悬浮液中的粒子的沉降，有非常明显的加快溶液的澄清，促进过滤等效果。该产品广泛用于化学工业废水、废液的处理，市政污水处理。自来水工业、高浊度水的净化、沉清、洗煤、选矿、冶金、钢铁工业、锌、铝加工业、电子工业等水处理。2、用于石油工业、采油、钻井泥浆、废泥浆处理、防止水窜、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到广泛运用。3、用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。4、用于造纸工业、一是提高填料、颜料等存留率。以降低原材料的流失和对环境的污染；二是提高纸张的强度（包括干强度和湿强度），另外，使用PAM还可以提高纸抗撕性和多孔性，以改进视觉和印刷性能，还用于食品及茶叶包装纸中。5、其他行业，食品行业，用于甘蔗糖、甜菜糖生产中蔗汁澄清及糖浆磷浮法提取。酶制剂发酵液絮凝澄清工业，还用于饲料蛋白的回收、质量稳定、性能好，回收的蛋白粉对鸡的成活率提高和增重、产蛋无不良影响，合成树脂涂料，土建灌浆材料堵水，建材工业、提高水泥质量、建筑业胶粘剂，填缝修复及堵水剂，土壤改良、电镀工业、印染工业等。2、阳离子聚丙烯酰胺阳离子聚丙烯酰胺在酸性或碱性介质中均呈现阳电性，它通常会比阴离子或非离子型聚丙烯酰胺分子量低，其澄洁污水的性能主要是通过电荷中和作用而获得。这类絮凝剂的功能主要是絮凝带负的电荷，具有除浊、脱色功能。在酒精厂、味精厂、制糖厂、肉制品厂、饮料厂、印染厂的等废水处理中用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子聚丙烯酰胺，非离子聚丙烯酰胺或无机盐效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带有阴电荷。目前使用水溶性偶氮引发剂AIBA等，已能将其分子量提高到千万以上。阳离子聚丙烯酰胺适用高速离心机、带式压滤机、板框压滤机等专用污泥脱水机械，具有形成絮团速度快，絮团粗大，耐挤压和剪切、成团性好，易与滤布剥离等特点。所以脱水率高，滤饼含液低，用量少，能大大降低用户使用成本。也能用于盐酸、中浓度硫酸等液体，分离净化其中所含的悬浊性物质。因此该产品广泛应用于城市污水处理厂、啤酒厂、食品厂、制革厂、造纸厂、石油化工厂、油田、冶金、化学工业和化妆品等污泥脱水处理上。3、非离子聚丙烯酰胺1、主要用作絮凝剂：由于其分子链中含有一定量极性基因能吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间形成大的絮凝物。它加速悬浮液中的粒子的沉降，有非常明显的加快溶液的澄清，促进过滤等效果，广泛用于化学工业废水、废液的处理，市政污水处理。尤其当污水呈酸性时，采用本产品最为适宜。可与无机絮凝剂聚铁、聚铝等无机盐配合使用。2、用于石油工业、采油、钻井泥浆、废泥浆处理、防止水窜、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到广泛运用。3、用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。4、用于造纸工业、一是提高填料、颜料等存留率。以降低原材料的流失和对环境的污染；二是提高纸张的强度（包括干强度和湿强度），另外，使用PAM还可以提高纸抗撕性和多孔性，以改进视觉和印刷性能，还用于食品及茶叶包装纸中。5、其他行业，食品行业，用于甘蔗糖、甜菜糖生产中蔗汁澄清及糖浆磷浮法提取。酶制剂发酵液絮凝澄清工业，还用于饲料蛋白的回收、质量稳定、性能好，回收的蛋白粉对鸡的成活率提高和增重、产蛋无不良影响，合成树脂涂料，土建灌浆材料堵水，建材工业、提高水泥质量、建筑业胶粘剂，填缝修复及堵水剂，土壤改良、电镀工业、印染工业等。4、两性离子聚丙烯酰胺产品形态:两性离子聚丙烯酰胺（ACPAM）外观为白色粉粒。产品特点:两性离子聚丙烯酰胺因分子内含阳离子基和阴离子基，它具备了一般阳离子絮凝剂的使用特点外，表现了更优异的性能。此类絮凝剂可在大范围的PH值内使用，具有更高的滤水量，较底的滤饼含水率，也可用于强酸浸提矿石或从含金属的酸性催化剂中回收有价值的金属。两性离子型绝非阴离子型、阳离子型的混合。如果把阳离子聚丙烯酰胺与阴离子聚丙烯酰胺配合使用则会发生反应产生沉淀。所以两性离子产品最为理想。主要用途：油田调剖堵水剂、与交联剂、稳定剂、促凝剂联合作用，生成具有重要聚合凝胶和树脂凝胶的高强凝剂胶堵水剂。它通过附、物理堵塞等作用堵塞地层孔隙和裂缝，调整比例，可控制凝胶时间，以适应不同地质清况。各种油污，有机、无机、污水、复杂污水的处理。在PH变化不定的污水系统中。用于污泥脱水。用于造纸助剂。包装、贮存及注意事项：本品无毒，注意防潮、防雨,避免阳光曝晒。贮存期：2年,25kg纸袋（内衬塑料袋外为贴塑牛皮纸袋）。堆高不超过10层使用特性1）絮凝性：PAM能使悬浮物质通过电中和，架桥吸附作用，起絮凝作用。2）粘合性：能通过机械的、物理的、化学的作用，起粘合作用。3）降阻性：PAM能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50—80%。4）增稠性：PAM在中性和酸条件下均有增稠作用，当PH值在10以上PAM易水解。呈半网状结构时，增稠将更明显。二．聚丙烯酰胺市场分析我国聚丙烯酰胺的应用研究始于20世纪60年代，最早用于矿物精选，而后在制糖、造纸、钢铁、水处理等领域的应用逐渐扩大。目前我国聚丙烯酰胺的应用领域主要集中在石油开采、水处理、造纸、制糖、洗煤和冶金等领域，其消费结构为；油田开采占81%，水处理占9%，造纸占5%，矿山占2%，其它占3%。1石油开采领域石油开采是目前我国聚丙烯酰胺最大的消费领域，其消费量约占国内聚丙烯酰胺总消费量的81%。我国大型油田包括大庆、胜利、中原、华北、辽河、大港等已进入开采中后期，采出油综合含水率日趋提高。为了稳定我国东部油田产量而采用三次采油技术，提高采油率，保证油田稳产，大庆油田已工业性推广应用聚合物驱油技术，胜利、辽河油田也进行了聚合物驱油试验，取得了较好的增油效果。根据油田规划，预计2005年我国聚丙烯酰胺在采油方面的消费量将达到约11万吨。2水处理领域水处理是我国聚丙烯酰胺的第二大消费领域，目前消费量约占总消费量的9%，发展潜力很大。我国是水资源贫乏的国家之一，人均水量仅为世界人均水量的1/4。目前我国城市污水处理率不足30%，工业水的重复利用率为60%-70%。工业废水处理率为77%，与国外发达国家相比有很大的差距。我国在原水处理方面技术更新较慢。目前，絮凝剂仍以无机絮凝剂为主，对于聚丙烯酰胺等有机絮凝剂，尽管其应用效果已经得到普遍认可，但由于成本因素，目前应用还不普遍。随着我国城市人口的增加，未来几年内将建设一批新水厂或对原有水厂进行改造。根据环保的要求，新建水厂的污泥需统一进行污泥脱水处理，改造供水厂的污泥也需达到脱水排放的要求。由于一些城市的洁净地下水位下降较快，地表水水质变差，城市供水中聚丙烯酰胺的用量必将迅速增加。预计到2005年，我国原水处理对聚丙烯酰胺的总需求量至少在5000吨以上。在城市污水处理方面，聚丙烯酰胺主要用于污泥脱水，少部分用于废水澄清。我国大城市的污水处理厂已经普遍采用污泥脱水工艺，2003年在此领域消耗聚丙烯酰胺约4000吨。根据我国可持续发展规划，今后我国对“三废”治理的要求将会更高。在环保以及土地费用较高的地区，采用聚丙烯酰胺进行污泥脱水，可提高污水处理效果，减少污泥排放量，具有较好的饿社会效益和经济效益。随着我国太湖、长江、巢湖、滇池、淮河等流域的限期治理，在近两年内，全国城市污水处理水平将提高到目前的约60%左右。由于在污泥脱水方面暂无其它产品可以取代聚丙烯酰胺，因此，对聚丙烯酰胺的需求量也将必然增加；我国城市水处理聚丙烯酰胺的用量仅为美国的1/9。最近，国家环保总局和有关部门要求在水费中增加污水处理费用以及限制饮用水中铝含量，这为聚丙烯酰胺在城市供水和污水处理领域的市场开发打开了空间。此外，全国许多城市的污水处理厂由于管网建设未及时跟上，尚不能满负荷运行。预计到2005年，该领域对聚丙烯酰胺的需求量将达到约9000吨。工业废水处理是聚丙烯酰胺在水处理方面的又一个重要方面。目前，我国的化工、冶金、造纸、印染、制糖、味精、煤矿、建材等行业都在不同程度地使用聚丙烯酰胺作为絮凝剂。预计今后工业废水仍将是聚丙烯酰胺可靠的市场，传统用户的应用面会进一步扩大，生物化工企业将成为聚丙烯酰胺新的较大用户，预计2005年工业废水处理方面对聚丙烯酰胺的消费量将达到约1.1万吨。由此可见，2005年我国在水处理方面的消费量将达到约2.5万吨。3造纸领域聚丙烯酰胺在造纸行业中主要用作助留剂、干增强剂和废水处理的絮凝剂。我国是纸张生产和消费大国，纸张产量居世界第三位，纸制品的实际消费量居世界第二位。2003年我国造纸行业对聚丙烯酰胺的需求量约为1.4万吨。随着我国大型造纸生产装置的建设以及一批大型合资造纸企业的不断建成投产，我国造纸工业的技术水平将明显提高，对造纸助剂的需求量也将不断增加。预计到2005年我国造纸能力将达到5000万t以上，相应对聚丙烯酰胺的需求量将达到约1.8万吨。4其它领域在采矿、冶金、煤炭、制糖水泥增强剂、