淺說PAM

趙占華

濮陽龍豐紙業有限公司

淺說PAM

趙占華

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簡要介紹了聚丙烯酰胺（PAM）的相關化學基礎知識，使用概況，并著重闡述了其應用價值。同時還推薦了簡易的鑒別方法。

聚丙烯酰胺；使用；應用價值；鑒別

自2004年從事造紙化學品的驗收研發工作以來，接觸過許多不同層次，不同規模企業生產的造紙化學品，特別是聚丙烯酰胺，不同的供應商，產品使用效果差別很大。由于企業要控制生產成本，無休的殺價，非常偏愛低價格的產品。而供貨商為了開拓市場或包住現有市場，相互間搞起了價格競爭。有些缺乏誠信的供應商沖著低價格的這類用戶，不講質量，只求低價格，玩起了假冒偽劣游戲。

面對這種惡性價格競爭的市場形勢，心里有著一種說不出的滋味。能做的只有對PAM作科普宣傳，以提高對PAM的認知能力，使企業對PAM有足夠的認知，從而獲益。

1　PAM簡介

聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）簡稱PAM，由丙烯酰胺單體聚合而成，是一種水溶性線型高分子物質。單體丙烯酰胺化學性質非常活潑，在雙鍵及酰胺基處可進行一系列的化學反應，采用不同的工藝，導入不同的官能基團，可以得到不同電荷產品：陰離子、陽離子、非離子、兩性離子聚丙烯酰胺。PAM的平均分子量從數千到數千萬以上沿鍵狀分子有若干官能基團，在水中可大部分電離，屬于高分子電解質。根據它可離解基團的特性分為陰離子型（如--COOH，--SO3H，--OSO3H等）陽離子型（如--NH3OH，--NH2OH，-CONH3OH）和非離子型。［1］產品外觀為白色粉末，易溶于水，幾乎不溶于苯，乙醚、酯類、丙酮等一般有機溶劑，其水溶液幾近透明的粘稠液體，屬非危險品，無毒、無腐蝕性，固體PAM有吸濕性，吸濕性隨離子度的增加而增加，PAM熱穩定性好；加熱到100℃穩定性良好，但在150℃以上時易分解產中氮氣，在分子間發生亞胺化作用而不溶于水，密度（克）毫升23℃1.302。玻璃化溫度153℃，PAM在應力作用下表現出非牛頓流動性。

2　PAM使用發展概況

國內：

我國聚丙烯酰胺產品的開發始于20世紀50年代末期。1962年上海天原化工廠建成我國第一套聚丙烯酰胺的生產裝置，生產水溶膠產品。隨后，吉化公司研究院、中科院廣州化學所也研制成功聚丙烯酰胺并投入生產。此后，由于聚丙烯酰胺在油田三次采油的大量應用，以及在污水處理、造紙等方面用量的增加，我國聚丙烯酰胺的生產能力不斷增加，目前生產廠家已經達到60多家，總生產能力約為16萬噸/年，總消費量約為12萬噸/年。

國外：

目前，世界上聚丙烯酰胺的總生產能力約為450kt/a，產量約400kt/a，美國、日本、歐洲是聚丙烯酰胺的主要生產和消費地，其生產能力約占世總生產能力的85%。國外聚丙烯酰胺的生產廠家主要有美國的道化學公司、氰胺公司、聯合膠體公司、拉爾科公司，日本的日東化學公司、三井東亞公司、三井氫胺公司、三菱化學公司、三洋化成公司，法國SNF圣泰公司，德國的斯托豪森公司、巴斯夫公司和英國聯合膠體公司等。

3　PAM的應用

3.1石油開采

根據美國油田化學品研究報告指出，采用化學技術驅油提高石油采收率。無論是采用膠束一聚合物驅油還是用聚合物驅油，都需要大量使用PAM系聚合物。據統計，PAM在美國有31%左右用于油田，而我國則高達60%以上，在油田化學品中，PAM是具有多方面作用的添加劑，如鉆井液、洗井液、注水采油及提高采收率都有重要的作用。

在現代電子技術和計算機技術快速發展的今天，實驗儀器的微機化、數字化、智能化，給我們實驗教學帶來了新的氣息，同時為我們改變原有的實驗教學模式開辟了一條新途徑.所以，我們在生理學實驗教學中，引進了生物信號采集處理系統，并安裝了相應的配套軟件，可取代傳統的記錄儀、示波器和刺激器等實驗儀器，使實驗數據智能處理.實景仿真實驗能夠直觀的了解實驗現場，其中包括實驗對象、實驗裝置和儀器等.另外，通過了解實驗方法、技術及手術過程，可以更加全面的了解整個實驗流程.實景仿真實驗的應用大大提高了實驗成功率，節省了實驗成本，增強了學生學習興趣和動手能力.

3.2用作驅油劑

在提高石油采收率的三次采油諸方法中，用PAM作驅油劑占有重要地位。聚合物的作用是調節注入水的流變性，增加驅動液的粘度，改善水驅波發效率，降低地層中水相滲透率，使水與油能勻速地向前流動。

3.3用作堵水調整劑

在油田生產過程中，由于地層的非均質性，常產生水浸問題，需要進行堵水，其實質是改變水在地層中的滲流狀態，以達到減少油田產水、保持地層能量、提高油田最終采收率的目的。

3.4用作鉆井液調整劑

作為鉆井液調整劑，經常使用的是部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），它由PAM水解而得。其作用是調節鉆井液的流變性，攜帶巖屑，潤滑鉆頭，減少流體損失等。

3.5用作壓裂液添加劑

壓裂工藝是油田開發致密層的重要增產措施，其作用是開通巖石的通過，讓油流過，亞甲基PAM交聯而成的壓裂液，由于具有高粘度、低摩阻、良好的懸砂能力以及配制方便和成本低的優勢而被廣泛應用。［8］

3.6用于礦冶行業

采礦過程中，通常使用大量的水，最后常需回收水中的有用固體，并將廢水凈化回收使用。應用PAM絮凝，可促進團粒的下沉、液體的澄清和泥餅的脫水，從而可提高生產效率，減少尾礦流失和水消耗，降低設備投資和加工成本，并避免環境污染。鈾礦提取是PAM最早的重要應用領域之一，用酸或磺酸鹽溶液瀝取鈾礦石時，在瀝取物的濃縮和過濾中，添加PAM處理非常有效。［9］

3.7紡織、印染工業中的應用

在紡織工業中，聚丙烯酰胺作為織物處理的上漿劑、整理劑、可以生成柔順、防皺、防霉菌的保護層。利用它的吸濕性強的特點，能減少紡細紗時的斷張率。聚丙烯酰胺作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃。

3.8水處理

如前所述，PAM的酰胺基團可與許多物質親和形成氫鍵。高分子PAM在被吸附的粒子間形成“橋聯”，它還可通過化學轉化或共聚變成含有陰、陽、非及兩性離子的完整絮凝劑體系。這些使得PAM成為當前最理想，最重要的絮凝劑。PAM在國外水處理業的應用非常廣泛，美國約有43%的PAM應用在水處理中，日本約30%。

3.9造紙

PAM作為造紙助劑在國外的使用量是相當大的，添加不同分子量，不同官能基團的PAM有增加填料保留，紙頁纖維干濕增強及提高表面性質，油墨吸附等多種作用，例如，PAM是一種優良的表面涂布劑，表面涂布劑是改善紙表面強度，提高紙張適印性而施涂在紙面的一種助劑，常用的有PAM，聚乙烯醇（PUA），淀粉（氧化淀粉和改性淀粉）PAM對紙具有較好的滲透性。

4　簡易鑒別方法

用戶與其買摻假的聚丙烯酰胺，不如使用高分子量的聚丙烯酰胺。理論上講，300萬和2000萬的聚丙烯酰胺生產成本是一樣的，但廠家出售的聚丙烯酰胺價格是隨著分子量變化而變化的，分子量越高，售價越高。為了避免上當受騙，給缺乏化驗檢測手段的用戶介紹如下簡易可靠的鑒別方法：

4.1定量檢測聚丙烯酰胺的灰分

為了能在驗收聚丙烯酰胺時，快速的鑒別真假，先后采取電導率、比重、粘度、灰分等分析方法，最終確定了采用灰分方法，定量的檢測出摻假（鹽）的含量。

4.2辨別聚丙烯酰胺絮凝劑的味道

對聚丙烯酰胺原有味道的改變：高分子量的聚丙烯酰胺填料低分子量的聚丙烯酰胺常用的填料之一：工業食鹽食鹽，即氯化鈉，價格低，外觀和聚丙烯酰胺相似，食鹽的加入，能達到增溶的作用，即能提高聚丙烯酰胺PAM的稠度。但是加入量太大，會影響聚丙烯酰胺和其他物質的相溶性。純的聚丙烯酰胺是沒有味道的，而摻食鹽的聚丙烯酰胺，往往帶有咸味，你可以嘗一下您購買的聚丙烯酰胺PAM，看看是否有咸的味道？ 常用的填料之一：尿素，價格低，外觀和聚丙烯酰胺相似，尿素的加入，能減少聚丙烯酰胺PAM鏈間的氫鍵數量，因此在聚丙烯酰胺PAM溶于水時，能加速聚丙烯酰胺的溶解，減少結團的現象。這時您采購的聚丙烯酰胺是沒有味道的。在使用聚丙烯酰胺做膠水增稠時，使用中等分子量的聚丙烯酰胺，這樣能滿足增稠和潤滑的雙重作用。

5　結束語

作為造紙企業，抄紙和污水的處理都要用到PAM，量體裁衣為自己選擇貨真價實、經濟實用的PAM是很有意義的。我們一向反對用偽劣產品來擾亂市場蒙坑的行為，我們倡導應以誠信為本，以優質產品去參與市場的公平競爭。希望這篇拙作能給相關用戶一丁點啟示。

［1］毛欣，聶雅玲.高分子量聚丙烯酰胺的制備［J］.遼寧化工，2007，36（6）：384-386.

［2］［3］程麗鴻，國內聚丙烯酸胺市場研究.《產業市場》，2009年4月6日，第十七卷，第7期