聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺(AM)單體經(jīng)自由基引發(fā)聚合而成的水溶性線性高分子聚合物,具有良好的絮凝性,可以降低液體之間的摩擦阻力,按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。聚丙烯酰胺(PAM)不溶于大多數(shù)有機溶劑,如甲醇、乙醇、丙酮、 、脂肪烴和芳香烴,有少數(shù)極性有機溶劑除外,如乙酸、丙烯酸、、乙二醇、甘油、熔融尿素和甲酰胺。但這些有機溶劑的溶解性有限,往往需要加熱,否則無多大應(yīng)用價值。能以任意比例溶于水,水溶液為均勻透明的液體。分子量的大小對溶解度影響很小,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(xiàn)出類似凝膠狀的結(jié)構(gòu)。高分子量溶液為假塑性流體。
在適宜的低濃度下,聚丙烯酰胺溶液可視為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),鏈間機械的纏結(jié)和氫鍵共同形成網(wǎng)狀節(jié)點;濃度較高時,由于溶液含有許多鏈一鏈接觸點,使得PAM溶液呈凝膠狀。PAM水溶液與許多能和水互溶的有機物有很好的相容性,對電解質(zhì)有很好的相容性,對氯化銨、硫酸鈣、硫酸銅、氫氧化鉀、碳酸鈉、硼酸鈉、硝酸鈉、磷酸鈉、硫酸鈉、氯化鋅、硼酸及磷酸等物質(zhì)不敏感。
聚丙烯酰胺為白色粉末或者小顆粒狀物,密度為1.302g/cm3(23℃),玻璃化溫度為153℃,軟化溫度210℃ ,一般方法干燥時含有少量的水,干時又會很快從環(huán)境中吸取水分,用冷凍干燥法分離的均聚物是白色松軟的非結(jié)晶固體,但是當從溶液中沉淀并干燥后則為玻璃狀部分透明的固體,干燥的聚丙烯酰胺PAM是脆性的白色固體,商品聚丙烯酰胺通常是在適度的條件下干燥的,一般含水量為5%~15%,澆鑄在玻璃板上制備的高分子膜,則是透明、堅硬、易碎的固體。
在缺氧條件下,加熱至210℃因失水而減重;繼續(xù)加熱到210~300℃時酰胺基分解生成氨和水;當溫度升至500℃時則形成只有原重量40%的黑色薄片。
水處理領(lǐng)域
水處理包括原水處理、污水處理和工業(yè)水處理等。在原水處理中與活性炭等配合使用, 可用于生活水中懸浮顆粒的凝聚、澄清。用有機絮凝劑丙烯酰胺代替無機絮凝劑, 即使不改造沉降池, 凈水能力也可提高 20%以上; 在污水處理中, 采用聚丙烯酰胺可以增加水回用循環(huán)的使用率, 還可用作污泥脫水; 工業(yè)水處理中用作一種重要的配方藥劑。聚丙烯酰胺在國外應(yīng)用的領(lǐng)域是水處理, 國內(nèi)在此領(lǐng)域的應(yīng)用正在推廣。聚丙烯酰胺在水處理中的主要作用:
(1) 減少絮凝劑的用量。在達到同等水質(zhì)的前提下, 聚丙烯酰胺作為助凝劑與其它絮凝劑配合使用, 可以大大降低絮凝劑的使用量;
(2) 改善水質(zhì)。在飲用水處理與工業(yè)廢水處理中, 聚丙烯酰胺與無機絮凝劑配合使用, 可明顯改善水質(zhì);
(3) 提高絮體強度與沉降速度。聚丙烯酰胺形成的絮體強度高, 沉降性能好, 從而提高固液分離速度, 有利于污泥脫水;
(4) 循環(huán)冷卻系統(tǒng)的防腐與防垢。聚丙烯酰胺的使用可大大減少無機絮凝劑的用量, 從而避免無機物質(zhì)在設(shè)備表面的沉積, 減緩設(shè)備的腐蝕與結(jié)垢。