齐全 聚丙烯酰胺

四川聚丙烯酰胺“阴离子型”厂家

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聚合氯化铝在造纸中的应用
摘要：叙述了聚合氯化铝的基础理论、聚合氯化铝的水解形态及其组成、聚合氯化铝的制造方法及其发展现状，讨论其在水处理、造纸中的应用及作用机理。 长期以来，作为一种的絮凝剂，聚合氯化铝一直广泛用于水处理过程中。近些年来，聚合氯化铝也越来越多地应用于造纸工业。八十年代初，欧洲率先开发了分散松香胶(DRS) / 聚合氯化铝(PAC)中性施胶系统，用聚合氯化铝代替硫酸铝成功地实现了松香中性施胶。与此同时，聚合氯化铝在造纸湿部还能起到良好的助留、助滤作用。
1、聚合氯化铝的基本概念 聚合氯化铝（Polyaluminium Chloride），简称 PAC, 通常也称作碱式氯化铝、聚羟基铝等，它是介于氯化铝和氢氧化铝两种物质之间的一种水溶性无机高分子聚合物，通常以通式 Aln (OH)mCl3n-m 来表示，其中 n 代表聚合程度，这取决于制备过程中的多方面因素，m 表示某种聚合氯化铝产品的中性化程度，即氢氧根离子取代氯离子的多少程度。由此可见，聚合氯化铝所代表的并不是某一种特定的无机化合物，而是一系列无机聚合物的总称[2~3]。 聚合氯化铝的聚合程度受到多种因素的影响，而其中直接、对其影响zui大的是其中氢氧根的含量，因此，人们通常将 Al 和 Cl 的比值或碱化度（也称作盐基度）作为其特性参数来描述聚合程度，而尤以后者使用更为普遍。PAC 的碱化度按如下公式定义： 碱化度 B(%) = [OH-] / 3 [Al3+] ×100 其中，[OH-] 和 [Al3+] 分别表示氢氧根和铝离子的摩尔浓度，不难发现，碱度还可表示为： 碱化度 B（%）= m / 3 n × 100 也有一些习惯用羟铝比（[OH-]/[Al3+]）来表示的，但其实质上是相同的。 2、聚合氯化铝在水处理中的作用机理 聚合氯化铝广泛应用于废水、清水处理中用作水处理絮凝剂。
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有关铝盐凝聚絮凝作用机理的研究成果大多都是来自于水处理混凝领域，多来净水在总结长期以来许多研究者所提出的混凝作用机理后，认为混凝过程中主要存在以下四种作用机理：
2.1 双电层压缩理论 双电层压缩理论认为胶体颗粒间的相互作用力主要来自于范德华引力和静电斥力，当溶液中含有与胶体电荷相反的电解质时，胶体颗粒表面双电层中的扩散层因反离子（与胶体颗粒电性相反）作用而被压缩，电位降低。当水中电解质浓度增加到某一数值时，胶体颗粒相互靠近，体系发生快速凝聚絮凝作用，使胶体颗粒发生凝聚所需的zui低电解质浓度称为临界凝聚浓度。双电层压缩理论忽视了水中反离子水解形态的专属化学吸附作用，认为导致凝聚作用的主要是一些如 Al3+、Fe3+离子等高价金属离子压缩双电层作用的结果。
2.2 电中和/吸附理论 电中和/吸附理论强调胶体微粒与絮凝剂水解产物之间存在某种专属化学作用，即形成某种离子化合态，吸附在胶体颗粒表面并中和其负电荷，使胶体颗粒脱稳而随即发生絮凝作用。电中和/吸附理论可以解释物理理论所不能解释的现象，并已广泛用于解释各种水解金属盐凝聚剂对胶体颗粒产生的凝聚脱稳作用。该理论认为，胶体颗粒发生凝聚脱稳作用，除静电作用力外，重要的是其专属化学作用，如表面络合、离子交换吸附、共价键合等等。
2.3 吸附架桥理论 吸附架桥理论是在电中和/吸附理论的基础上提出的，主要用于解释有机高分子聚合物对胶体颗粒产生的凝聚絮凝作用。该理论着重强调了同种电荷的高分子絮凝剂与胶体颗粒的化学吸附架 桥作用，其作用原理是伸展在溶液中的长链状聚合物分子的各活性基团可同时占据胶体表面一个或多个吸附位，或同时占据两个或更多个胶粒，通过胶体颗粒间的“架桥”方式将多个颗粒随意地束缚在聚合物分子活性链节、尾端各活性基团上，从而形成桥联状的粗大絮状物。在高分子絮凝剂对胶体的絮凝过程中，阳离子型絮凝剂对带负电荷胶粒的絮凝可看作为电中和/吸附凝聚与架桥絮凝的综合作用结果，其两者间作用的强弱明显取决于分子量及其所含离子官能团的种类及数量。
2.4 卷扫絮凝理论 卷扫絮凝理论认为当金属盐絮凝剂，如铝盐或铁盐的剂量超过其溶度积时，产生氢氧化物沉淀，由于初生的絮状金属氢氧化物拥有很大的表面积且仍带有一定的正电荷量，故具有一定的静电粘附能力，因此在沉淀物形成过程中，胶体颗粒可以同时粘附、卷扫在沉淀物中迅速沉淀。该理论主要是用于解释在高 pH 值时的各种水解金属盐沉淀絮体与胶体颗粒间产生的异相凝聚絮凝作用，它实际是凝聚脱稳及絮凝沉淀综合作用的结果。 以上所述的四种絮凝机理各自解释了凝聚絮凝过程中的絮凝剂与胶体颗粒相互作用的机理。
实际上，四种作用机理是有机联系的，无论是作为絮凝剂还是作为施胶沉淀剂、助留助滤剂，往往是几种机理综合作用或在某种环境中以某种机理为主，因此其使用效果不仅取决于所使用絮凝剂的物化特性，也与处理对象的化学环境有密切的关系。 3、PAC 在造纸工业中的应用 聚合氯化铝在造纸工业中除部分用于污水和清水处理（造纸中）外，其主要用途是用于松香中性施胶沉淀剂和助留、助滤剂，此外，它还可用于控制树脂障碍和作为阴离子杂质的捕捉剂等等。
（1）聚合氯化铝用于松香中性施胶沉淀剂 由于范围内的资源紧缺，造纸用原料变得越来越宝贵，用更廉价的CaCO3 填料来尽可能多地替代纤维变得更为实际，因此欧洲于八十年代中期率先采用松香中性施胶技术生产中性纸张，该生产过程可用 CaCO3 作为填料，这项技术成功的关键之一是用聚合氯化铝代替传统的明矾作为施胶沉淀剂。由于聚合氯化铝可在中性甚至碱性范围内仍能保持较高的正电性，而不像 Al2(SO4)3 那样很快形成 Al(OH)3 沉淀，而且由于聚合氯化铝的预水解，它不像 Al2(SO4)3 那样把系统的 pH 值降得很低，所以，聚合氯化铝是十分理想的进行中性施胶的铝源，其施胶 pH 值可达到 7.5。继欧洲之后，北美和其他许多地区的纸厂都相继采用了这项技术变酸性造纸为中性造纸。利用这种方法进行中性施胶不仅大大降低了生产成本，同时也克服了用合成胶料（如 AKD 等）进行中性施胶时存在的一些难以避免的缺点（如打滑、施胶度难以控制等）。即使如此，由于聚合氯化铝是一种处于亚稳状态下的、复杂的无机高分子聚合物，因此，在使用过程中还存在着能否合理选用及其产品本身的稳定性等诸多问题，这还有待于在今后的研究和开发中进一步得到解决。
（2） 聚合氯化铝用作助留、助滤剂 湿部化学是研究在脱水、成形过程中，纸料中的各种细小组分、添加剂以及纤维之间相互作用的表面及胶体化学的规律。在过去的十几年当中，湿部化学的主要发展趋势是造纸过程由酸性向中、碱性环境的过渡，而近些年来，另一种发展趋势是在造纸湿部广泛使用各种各样的化学添加剂及添加系统。我国造纸工业以非木材纤维原料为主，其中又以禾本科植物纤维原料为主，由于草浆本身存在纤维短，杂细胞含量高，造成纸张强度差，抄纸过程中滤水困难，因而研究其在中、碱性条件下抄纸及利用各种助剂提高留着、滤水性能是适合我国国情的湿部化学的研究方向。
a、助留剂 目前，许多学说都认为，细小纤维和填料等在纸页中的留着主要通过两种方式作用，即机械截留和胶体絮凝作用来实现的，而随着对留着机理不断深入的研究，认为后一种作用更为重要。机械截留作用主要是颗粒机械地留着在逐渐形成的纸页结构中，这种机理类似于过滤作用，它仅仅适用于纸料中的较长纤维部分，无法说明细小组分留着率高的原因，也无法解释助留剂的助留 效果。 当前，越来越多的研究集中于有关细小纤维及填料的留着机理，这些研究建立了许多不同的概念和模型，为解释和发展留着机理、优化工艺过程提供了理论基础。胶体絮聚作用包括凝聚作用（coagulation）和絮凝作用（flocculation）。凝聚作用（coagulation）指用无机盐或分子量小、电荷密度较高的聚合物使胶体悬浮液失去稳定性而发生絮聚的作用，所产生的絮聚物是细小而紧密聚集的沉淀物，它主要是通过电荷中和、异相凝聚和补缀作用几种形式来实现的。 絮凝作用（flocculation）指用一长链聚合物将胶体结合在一起，使胶体悬浮液失去稳定性而发生絮聚的作用，所产生的絮凝物为粗大、疏松、多孔的团块。絮凝作用主要通过桥联絮凝作用和网络絮凝作用两种形式来实现。
b、助滤剂 由于纸料的脱水过程会直接影响纸张的质量和纸机的运行性能，而且滤水性能的提高可以提高生产率，改善纸页成形，降低干燥部能耗等，所以提高纸料的滤水性能是湿部化学研究的重要内容之一。在通常情况下，几乎所有的助留剂和电荷中和剂均兼有助滤功能，所以硫酸铝、聚合氯化铝、阴离子淀粉、聚电解质以及微粒助留系统都可以起到助滤作用。


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PAM，又分阴离子(APAM)阳离子(CPAM)，非离子(NPAM)是一种线型高分子聚合物，是水溶性高分子化合物中应用为广泛的品种之一，聚丙烯酰胺和它的衍生物可以用作有效的絮凝剂、增稠剂、纸张增强剂以及液体的减阻剂等，广泛应用于水处理、造纸、石油、煤炭、矿冶、地质、轻纺、建筑等工业部门。
技术指标:

名称 分子量(万) 离子度(%) PH 固含量% 残单% 外观
阳离子聚丙烯酰胺
CPAM 800-1200 10-88 1-14 ≥90 0.05 白色颗粒粉末
阴离子聚丙烯酰胺
APAM 800-2000 7-14 ≥90 0.05 白色颗粒粉末
非离子聚丙烯酰胺
NPAM 800-1500 ≤3 1-8 ≥90 0.05 白色颗粒粉末
多佳离子聚丙烯酰胺
NPAM 1000-6000 5-50 1-14 ≥90 0.05- 白色颗粒粉末

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性能特点:

  1、聚丙烯酰胺分子中具有阳性基因，絮凝能力强，用量少，处理效果明显。

  2、溶解性好，活性高，在水体中凝聚形成的矾花大，沉降快，比其他高分子聚合物净化能力大2-3倍。

  3、适应性强受水体PH值和温度影响小，原水净化后达到引用水标准，处理后水中悬浮颗粒达到絮凝澄清的目的，有利于离子交换处理和高纯水的制备。

  4、腐蚀性小，操作简便，能改善投药工序的劳动强度和劳动条件。

四川聚丙烯酰胺“阴离子型”厂家聚丙烯酰胺应用范围

  聚丙烯酰胺分子中具有阳性基因(-CONH2)，能于分散于溶液中的悬浮粒子吸咐和架桥，有着强的絮凝作用，它能够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，所以广泛用于水处理及电力、采矿、选煤、石棉制品、石油化工、造纸、纺织、制糖、医药、环保等。
  1、作为絮凝剂，主要应用于工业上的固液分离过程，包括沉降、澄清、浓缩及污泥脱水等工艺，应用的主要行业有:城市污水处理、造纸工业、食品加工业、石化工业、冶金工业、选矿工业、染色工业和制糖工业及各种工业的废水处理。用在城市污水及肉类、禽类、食品加工废水处理过程中的污泥沉淀及污泥脱水上，通过其所含的正电荷基团对污泥中的负电荷有机胶体电性中和作用及高分子优异的架桥凝聚功能，促使胶体颗粒聚集成大块絮状物，从其悬浮液中分离出来。效果明显，投加量少。
  2、在造纸工业中可用作纸张干强剂、助留剂、助滤剂，能大的提高成纸质量，节约成本，提高造纸厂的生产能力。可直接与无机盐离子、纤维以及其它有机高分子发生静电桥梁作用以达到增强纸张的物理强度，减少纤维或填料的流失，加快滤水，起增强、助留、助滤作用，还可以用于白水的处理，同时，在脱墨过程中能起明显的絮凝效果。
  3、纤维泥浆(石棉-水泥制品)中可使成型的石棉-水泥制品排水性得到改善，使石棉板坯料的强度提高;在缘板中，可提高添加剂和纤维的结合能力。
  4、在采矿、选煤行业中可作矿山废水、洗煤废水的澄清剂。
  5、可用于染色废水、皮革废水、含油废水的处理，使之除浊、脱色，以达到排放标准。
  6、在磷酸提纯中，有助于湿法磷酸工艺中石膏的分离。
  7、用于以江河水源的自来水厂的水处理絮凝剂。

造纸厂用聚丙烯酰胺工艺流程图
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聚丙烯酰胺（PAM）的主要用途：1、聚丙烯酰胺污水处理:在使用铝盐、铁盐等各种无机混凝剂，絮凝剂的污水处理系统内，如需要处理的水量超过了澄清池的处理能力或由于其他因素造成水中絮凝体来不及沉降而外漂，只需添加0.1-2PPm的聚丙烯酰胺（PAM）助凝，即可明显提高沉降效果。而且，处理后水的COD和色度指数也会有明显的改善。注意：所用的无机混凝剂或絮凝剂须与本品有较好的适配性。
2、污泥浓缩:使用0.3-2PPm可以减少 生化池和污泥浓缩池内污泥和水的比例，提高了生化池和污泥浓缩的利用率。可将污泥浓度由3-10g/L提高到30-100g/L。大大减少了下一步污泥脱水过程的污泥体积，提高了污泥脱水设备和人员的效率3、污泥脱水:各种浓缩后的污泥须使用PAM进行脱水，污泥脱水过程中PAM的型号和投加量以及脱水后泥饼的干燥度视5污泥种类的不同而有别，故需对各种不同型号产品进行试验选择。
聚丙烯酰胺PAM使用时注意事项:1、配置高分子凝集剂水溶液时应在搪瓷、镀锌，铝制或塑料桶内进行。
2、溶解时应注意将产品均匀地慢慢地加入带搅拌和有加热措施的容器中，应避免结大块团；溶液适宜在室温下配置并应避免长时间过剧的机械剪切，否则会导致聚合物降解，降低使用效果：聚丙烯酰胺PAM的包装，储运1、内塑外编或双层牛皮纸袋内附防潮膜，净重25kg/袋。
四川聚丙烯酰胺“阴离子型”厂家聚丙烯酰胺产品有吸潮性。不宜露空，吸潮后结块，影响使用效果。因避免日晒雨淋。2、聚丙烯酰胺产品储存期为两年.阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、多佳离子聚丙烯酰胺、耐温抗盐等各种类型的聚丙烯酰胺产品，性能优异。其作用为在石油开采方面主要用于油田的三次采油，每注入一吨高分子聚丙烯酰胺产品，可多采多佳100-150吨左右；在水处理方面可作为絮凝剂，污泥脱水剂；在纺织印染业可作为上浆剂、着色剂；聚丙烯酰胺在造纸工业中，可用作助留剂、助滤剂、纸张干湿强度增强剂；在制糖工业中可加速蔗汁中细纤维沉降、提高糖的质量，聚丙烯酰胺还可广泛用于沙化土壤改良等领域，号称"百业助剂"
四川聚丙烯酰胺“阴离子型”厂家聚丙烯酰胺絮凝剂原理：1、由于其具有性基因—酰胺基，易于借其氢健的作用在泥沙颗粒表面吸附；
2、因其有很长的分子链，大数量级的长链在水中有巨大的吸附表面积，故絮凝作用好，能利用长链在颗粒之间架桥，形成大颗粒的絮凝体，加速沉降。
3、借助于聚丙烯酰胺的絮凝——助凝，在净水处理的泥凝过程中可能发生双电离压缩，使颗粒聚集稳定性降低，在分子引力作用下颗粒结合起来，分散相的简单阴离子可以被聚合物阴离子基团所取代；
4、高分子和天然水组成中的物质和水中悬浮物，或在它之前投加的水解混凝剂的离子之间发生化学相互作用，可能是络合反应；
5、由于分子链固定在不同颗粒的表面上，各个固相颗粒之间形成聚合桥。

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聚丙烯酰胺是一种化学性质比较活泼的高分子化合物。由于分子侧链上酰氨基的活性，使聚合物获得了许多宝贵的性能。非离子型聚丙烯酰胺PAM类絮凝剂由于不带离子型官能团，因此与阴离子型聚丙烯酰胺PAM类絮凝剂相比具有以下特点：絮凝性能受水PH值和盐类波动的影响小；在中型或碱性条件下，其絮凝效果（沉降速度）不如阴离子型，但在酸性的条件下却优于阴离子型，絮体强度比阴离子型高分子絮凝剂的强。
阴离子型PAM类絮凝剂的分子量通常比阴离子型或非离子型的聚合物低，其澄清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电荷的胶体，聚丙烯酰胺具有除浊、脱色等功能，聚丙烯酰胺适用于有机胶体含量高的水处理。




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