聚丙烯酰胺及其衍生物(01).ppt

聚丙烯酰胺及其衍生物 第一章聚丙烯酰胺的特性 物理性质化学性质PAM的作用原理简介使用特性 物理性质 聚丙烯酰胺 Polyacryamide 简称PAM 亦称三号凝聚剂 由丙烯酰胺单体聚合而成 是一种水溶性线型高分子物质 产品外观为白色粉末 无臭 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 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 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 玻璃化湿度153 PAM在应力作用下表现出非牛顿流动性 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 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 化学性质 1 水解反应PAM在80 100碱性条件下 可以通过它的酰胺基水解而转化为含有羧基的聚合物 这种聚合物和丙烯酰胺 丙烯酸钠共聚物的结构相似 反应式如下 由于水解产物中还含有酰胺基团 这表示酰胺基并未完全水解 因此这种水解产物称为部分水解PAM 工业生产中 常采用在AM聚合前的溶液中加进碱 或者在聚合后的PAM胶体中拌进碱制造部分水解的的PAM 用这种方法很容易得到水解 度为30 物质的量分数 的阴离子PAM产品 但要制备高水解度 特别是70以上 的阴离子PAM产品时 要用AM和丙烯酸钠共聚的方法 2 交联反应PAM与甲醛水溶液在酸性条件下共热可发生交联反应 分子间的酰胺基通过亚甲基而交联成不溶性凝胶 反应式如下 凝胶生成速率随PAM和甲醛的浓度及温度增加而增加 乙二醛 脲醛树脂 密胺树脂 酚醛树脂等均可与PAM发生交联反应 3 羟甲基化反应在碱性条件下 PAM水溶液与甲醛在40 60 可生羟甲基化反应 反应式如下 PAM和甲醛的羟甲基化反应在酸性和碱性条件下均可进行 在碱性条件 pH值8 10 时反应速率很快 而在酸性条件下反应进行得较慢 因为这时大多数甲醛都以链状形式存在 降低了其有效浓度 在高pH值下 上述反应在室温下也能进行 若加热到100 以上则发生交联反应 生成不溶性凝胶 4 磺甲基化反应PAM与亚硫酸氢钠和甲醛在碱性条件下反应 可在酰胺基上引入磺甲基生成阴离子衍生物 磺甲基化PAM 反应式如下 5 霍夫曼降解反应PAM可与次卤酸盐 如次氯酸钠或次溴酸钠 在碱性条件下反应 该反应称为霍夫曼降解反应 反应式如下 6 胺甲基化反应PAM与甲醛和胺在碱性条件下作用 可生成N 甲基化丙烯酰胺聚合物 该反应称曼尼奇反应 反应式如下 PAM的作用原理简介 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 能速动电位降低而凝聚 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 使用特性 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 粘合性 能通过机械的 物理的 化学的作用 起粘合作用 降阻性 PAM能有效地