聚丙稀酰胺（Polyacrylamide，PAM)是一類重要 的水溶性高分子聚合物，是由丙烯酰胺(AM)均聚或 與其他單體共聚而成、質量分數在50%以上的線性 水溶性高分子化學產品的總稱。PAM產品主要有三 大劑型：水溶液膠體、粉狀和乳液；按離子特性又可 分為非離子型(NPAM)、陽離子型(CPAM)、陰離子型 (APAM)及兩性型，這些聚合物可以是均聚物，也可 以是共聚物。

源于分子結構上的特性，PAM具有特殊的物理 化學性質，由于結構單元中含有酰胺基，易形成氫 鍵，具有良好的水溶性和很高的化學活性，易通過接 枝或交聯得到支鏈或網狀結構的多種改性物，廣泛 應用于石油開采、污水處理、造紙、礦產、醫藥、農業 和紡織等行業。

1 PAM聚合技術進展

PAM最早是在1893年由Moureu等用丙烯酰氯 與氨在低溫下首次制得的，1954年美國率先實現工 業化生產；我國則從20世紀60年代初開始PAM的 工業生產，1962年上海天原化工廠建成我國第1套 聚丙烯酰胺生產裝置，生產水溶膠產品。PAM及其衍 生物都是通過丙烯酰胺的自由基聚合制成的均聚物 或共聚物。聚合方法按單體在介質中的分散狀態分 類主要有本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚 合，按單體和聚合物的溶解狀態分類可分為均相聚 合和非均相聚合。具體生產方法主要有:水溶液聚合 法、反相乳液聚合、反相微乳液聚合、懸浮聚合、沉淀 聚合、輻射聚合法和泡沫聚合法等。AM的聚合反應 可表示為：

n(CH)2=CH—C0NH3 (ln) ?-(CH2—CH>-n

C0NH2

收稿日期:201N01-17(修回）

對產品的共同要求是相對分子質量可控，易溶于 水及殘存單體少，產品質量穩定均一、便于使用和降低 成本。這些也是當今聚丙稀醜胺生產技術發展的方向。 1.1水溶液聚合法

水溶液聚合法，相對于反相乳液聚合法、反相懸 浮聚合法、分散聚合法及膠束聚合法等而言，聚合技 術簡單，且在大量使用過程中不易引入雜質。這是一 種聚合方法成本低廉、操作方便、從實驗室到工業化 過程簡單、安全環保的方法，已經較為成熟，目前在 國內外普遍采用。

水溶液聚合中真正有工業應用價值的是丙烯酰 胺的絕熱聚合技術[1]。該法即將AM配成一定濃度的 水溶液，驅除其中的氧以后，加入引發劑及助劑，依靠 AM聚合本身產生的反應熱，進行自升溫絕熱聚合。 歐洲專利EP0677537介紹了用2種或2種以上氧化 劑,1種還原劑，必要時還加入熱分解引發劑的復配 引發體系，引發AM絕熱聚合，可以獲得相對分子質 量i 000萬?2 000萬的產品。該方法較一般的氧化- 還原或熱分解引發劑得到的產品相對分子質量高，且 具有反應時間短等特點。專利CN1283641A介紹了一 種水溶液聚合法制備超高相對分子質量陰離子聚丙 烯酰胺的方法，包括丙烯酰胺單體的純化，加堿和引 發劑(過硫酸鹽、AIBN和氨水組成），進行絕熱均聚， 然后水解、造粒、烘干和粉碎，特征在于所述水解在 微波場作用下進行?？傻孟鄬Ψ肿淤|量達2 800萬? 3 600萬的聚丙烯酰胺。目前國外優質產品相對分子 質量一般在1 000萬?2 500萬，有代表性的廠家有： 法國的SNF公司、瑞士汽巴和日本的三菱公司等[2]。 日本三菱公司的產品MO 4000,其相對分子質量高 達2 000萬，已廣泛用于我國的三次采油中。

目前安徽天潤公司使用的引發體系，屬于國內聚 丙烯酰胺研究的第2階段。在這個階段中，該領域的 研究人員已經不滿足于使用常見的引發劑，而是選 擇地將不同引發劑配合起來使用，利用不同引發劑 的活性不同，階段性地引發丙烯酰胺聚合，這樣保證 了在合成過程中引發劑自由基能保持在一個較低的 濃度范圍內，減弱了自加速及暴聚現象的發生，所以 能合成較高相對分子質量(2 000萬?2 500萬）的產 品[w]，其主要性能已與國外優質產品相當。2003年以 來，隨著一些新型復合引發體系的開發成功，國內己 有人能合成相對分子質量2 500萬?3 500萬的 HPAM產品，其工業品的主要性能甚至超過了國外同 類產品。如王貴江等建立了一套由過硫酸鉀、氨水、 脲、偶氮二(2,2-脒基丙烷)鹽酸鹽以及功能性單體所 構成的低溫復合引發體系，實驗室可合成相對分子質 量最高可達3 500萬的HPAM樣品[«，工業品相對分 子質量也在3 100萬以上。李柏林等則開發了一種新 型引發劑，利用包含該引發劑的復合引發體系，合成 了相對分子質量最高達3 300萬的HPAM產品⑴。

楊開吉以AM為聚合單體，（NH4)2S2(VNaHS03 體系為引發劑，采用水溶液自由基聚合制備了低分子 質量NPAM，并且正交實驗得出了對實驗影響由大到 小的因素分別為溫度、單體濃度、引發劑的用量和反應 時間，且得到了實驗最佳合成條件為溫度30 時間 2.5 h、引發劑質量分數為0.1%及單體質量分數15%[«。 李夢耀以AM和二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)為 單體，以K2S2(VNaHS03體系為引發劑，釆用水溶液 聚合法制備DMDAAC-AM共聚物，并表明溫度為70 pH=8、引發劑用量為 4mL 及 m(DMDAAC) :m(AM) =1 : 1時,得到的PAM的相對分子質量最大[9]。趙仕 林等在水溶液中制得DMC和AM的聚合物，考察了 引發劑用量、單體配比、單體總濃度、溫度和時間等條 件對特性黏度的影響™。其聚合工藝是將精制過的、 定量的DMC溶液和AM水溶液按合適的比例混合， 調pH至弱堿性，通N2 15 min，然后將適量的K^A/ NaHS03M入混合溶液中，將容器口密封后置于55 ^ 恒溫水浴中反應,5 h后停止，即得DMC-AM共聚物。 還有彭曉宏、沈家瑞等在水溶液中制得DMC-AM-AA 三元共聚物(AA為丙烯酸)，轉化率達99%?100%[11]。 高華星等用二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC), AA 和AM進行三元共聚，引發劑用K2S208/NaHS03與 2,2-偶氮-雙(2-脒基丙烷)鹽酸鹽復合體系，比之單 獨使用一種引發劑大大降低了單體殘余量m。盧紅霞 等采用氧化-還原/偶氮類化合物作復合引發劑，著重 考察了反應溫度、單體濃度、引發劑濃度和PH等因素 的影響，并在最佳工藝條件下得到共聚產物的特性黏 數達到9.36 dL/g ™。何彥剛等利用等離子體引發 DMC與AM水溶液聚合，得到了最佳的反應壓力為 133 Pa,在放電時間40 s、放電功率60 W、反應溶液 pH=4.5、聚合時間24 h及聚合溫度40丈的條件下得 到的聚合物的最高特性黏數為9.66 dL/g[14]。丁偉等 利用低溫復合引發體系引發丙烯酰氧乙基三甲基氯 化銨與丙烯酸水溶液絕熱聚合，可得到溶解性很好、 陽離子度為10%?70%、相對分子質量為1 000萬?

2 000萬的共聚物干粉™。

水溶液聚合的研究己經比較深入,不僅能合成出 超高相對分子質量的NPAM和CPAM,而且對AM與 其他物質共聚制備APAM及兩性離子型聚丙烯酰胺 也有深入的研究。如Pierre Lebreton等用含氟的雙 偶氮類衍生物作引發劑成功地合成了兩段和三段的 聚丙烯酸胺嵌段共聚物，并檢測了其性能[17]。又如宋 春雷等采用自由基水溶液聚合法成功制備了丙烯酰 胺(AM)/2-甲基-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)/N-乙 烯基吡咯烷酮(NVP)三元共聚耐溫型降濾失劑™，通 過紅外(FTIR)光譜和核磁C13譜表征了共聚物的結 構，通過元素分析考察了共聚物組成；同時，熱失重 (TGA)表明，AM/AMPS/NVP三元共聚物耐溫性優于 AM/AMPS二元共聚物和PAM。通過對三元共聚物的 抗高溫性和降失水性的研究，表明AM/AMPS/NVP三 元共聚物具有良好的耐溫降濾失性能。

制備兩性聚丙烯酰胺多采用水溶液聚合法，但 該法聚合溶液質量分數低（10%左右，基于總質量）， 聚合物的相對分子質量較小;在制成干粉過程中，高 溫烘干和剪切作用又容易使高分子鏈降解和交聯， 使粉劑產品的溶解性、絮凝性等性能變差。為解決這 些問題，研究人員在聚合工藝和條件方面做了不少 的工作，如采用高效、低溫引發劑，復合引發體系等。 初步研究表明，產品穩定性得到了很大程度的提高。 朱文遠等根據抄紙系統封閉循環體系設計了新型兩 性聚丙烯酰胺增強劑[19]，此增強劑用甲基丙烯酰氧 乙基三甲基氯化銨-丙烯酰胺-馬來酸(DMC/AM/ MA)三元水溶液共聚合成與所得產物相對分子質量 為50萬左右。合成條件:單體濃度20%,反應溫80 T， 通氮氣10 min,引發劑用量為0.075%過硫酸銨、亞硫 酸氫鈉和引發劑A的三元引發體系，介質pH為4.5? 5,保溫攪拌反應4 h。

1.2反相乳液聚合法

反相乳液聚合是將單體的水溶液按一定比例加 入到油相中，借助于油包水型乳化劑分散在油介質 中，在引發劑作用下進行乳液聚合，所得產物是穩定 的被水溶脹的聚合物微粒(100?1 〇〇〇 nm)在油中的 膠體分散體，即W/0型膠乳，經共沸蒸餾脫水后得到 粉狀PAM。

反相乳液聚合體系包括:水溶性AM單體、水溶 性陽離子或陰離子功能單體、引發劑、W/0型乳化 劑、水相、連續相和助劑等[20]。Aoy-area、Obata等以異 鏈烷烴做溶劑，用山梨糖醇酸酐單油酸酯作乳化劑， 用反相乳液聚合法通過三元共聚制得含磺酸基團的 APAM系列絮凝劑[21-2]。由于產品為乳劑型,現場操 作很容易，可直接用于污泥處理。李俊確定了反相乳 液共聚法制備PAM的最佳工藝條件：聚合溫度為 40?50丈，攪拌速度控制在550 r/min,添加尿素質量 分數大于1.5%，PH為9的條件下可以獲得特性黏數 大于22 dL/g、溶解時間小于10 min的共聚型聚丙烯 酰胺白色乳液，在焦化廢水和洗煤水處理中獲得了比

較好的應用效果[23]。

天津大學的盧邵杰等用反相乳液聚合了 S-g-PAM，經水解，制備成相應的陰離子型衍生物，并 研究了它們的耐溫性、耐鹽性及抗剪切力等性質[24]。 易昌鳳等以司盤-80作為乳化劑，偶氮二異丁基脒鹽 酸鹽(AIBA)作為引發劑，通過反相乳液聚合,合成了 丙烯酰胺/N，N-二甲基N- 丁基-N-甲基丙烯酰氧乙 基溴化銨(DBMA)反相共聚物乳液。研究了 DBMA用 量、乳化劑用量、引發劑用量及反應條件等對反相共 聚物乳液粒子形態及大小的影響[25]。程原等研究制 備聚丙烯酰胺膠乳的方法，以氧化還原體系為引發 劑，司盤-80、OP-4為乳化劑，采用反相乳液聚合工 藝，用溴化法測定單體轉化率，用黏度法測定聚合物 的相對分子質量;討論了反應時間、引發劑用量、油水 比等因素對轉化率、相對分子質量和膠乳穩定性的影 響；用2種方法得到了轉化率大于98%、相對分子質 量大于300萬的穩定膠乳。高慶等以白油為連續 相，司盤、吐溫和OP為乳化劑，進行了 AM-DMC的 反相乳液共聚合反應，考察了乳化劑種類及用量、引 發劑種類及用量、油水比、單體質量分數等因素對所 得產物相對分子質量的影響[27]。在國外,HuafangNi 和David Hunkelei•使用偶氮氰戊酸(ACV)作為引發 劑,HB-239、ArIace-183和吐溫-85作為穩定劑，對單 體AM和甲基丙烯酰氧乙基二甲胺(DMA)的反相乳 液聚合進行了一系列研究™。

反相乳液聚合中，乳液或膠乳的穩定性對聚合 及產品是十分重要的指標，也是該方法的難點。解決 此問題的關鍵是選擇適當的乳化劑，因為乳化劑在 乳膠粒的最外層構成吸附膜，通過吸附膜的阻隔作 用或空間位障作用來防止粒子黏并，以實現乳液穩 定。AM反相乳液聚合常選用HLB=4?6的乳化劑， 常用的乳化劑為非離子型表面活性劑，如有機低分 子物質或有機高分子物質，后者穩定效果最好，其中 又以梳型高分子乳化劑的乳化效果最好，油介質可 用脂肪烴或烴。Hernandez以12-羥基硬脂酸-聚氧 乙烯醚三段聚合物為乳化劑，異構烷烴為連續相進 行AM反相乳液聚合，乳液的性質好于使用一般普 通乳化劑的聚合乳液[29]。

反相乳液聚合生產的PAM膠乳與水溶液聚合法 生產的水溶膠產品和干粉產品相比較，膠乳的溶解速 度快，相對分子質量高且分布窄，殘余單體少;聚合反 應過程黏度小，聚合速率大，易散熱也易控制，適宜大 規模生產。但該法需大量有機溶劑，生產成本稍高， 技術較復雜。

1.3反相微乳液聚合

反相乳液聚合雖然有其優點，但仍存在產物的平 均相對分子質量較低、乳膠的粒徑分布寬且容易凝聚 等不足，于是人們從常規反相乳液聚合轉向了反相微 乳液聚合。

反相微乳液聚合是借助于W/0乳化劑的作用， 將水溶性單體乳化于非水介質中進行聚合并得到微 膠乳的聚合反應。由法國科學家Candanu首先提出， 它的發展起始于20世紀80年代。在反相微乳液體系 中合成的高相對分子質量聚合物微膠乳，不僅含量 高、溶解快、粒徑小且均一，而且體系高度穩定[3M1]。 美國的RYAN、日本的HISAO等先后申請了合成兩 性反相微乳液的專利，所合成的乳液用做絮凝劑，有 固含量高、本體黏度低、易于貯存和分子內交聯少等 優點[3W3]。更由于反相微乳液的光學透明性，為采用 光引發提供了可能。Corpart等以Arlace-83和吐 溫-80為復合乳化劑體系，通過反相微乳液聚合制備 得到高電荷密度兩性MADQUAT-AMPS共聚物，反 應以AIBN作光敏劑，20弋下進行,無引發劑殘存，產 物純凈％35]。

蔣水華等采用反相微乳液聚合法合成AM-丙烯 酰氧乙基三甲基氯化銨-N-亞甲基雙丙烯酰胺三元 共聚物微粒，并進行了聚合物的絮凝性能實驗，對合 成的微粒進行了結構表征和分析。徐生以二甲基 二烯丙基氯化銨(DMDAAC)和AM為單體，司盤-80 和吐溫-60為復合乳化劑，液體石蠟為連續相，采用 反相微乳液聚合工藝，在氧化還原引發體系下，制備 了 AM-DMDAAC陽離子型共聚物[37]。

1.4懸浮聚合法

反相懸浮聚合法制備PAM微球是目前應用廣 泛、技術相對成熟的一種方法。其通常采用強烈的 攪拌將單體或單體混合物分散在介質中（有機溶劑）， 成為細小的微粒再進行聚合。聚合體主要由單體、引 發劑、有機溶劑和分散穩定劑等4部分組成。采用懸 浮法制備AM聚合物與反相乳液聚合有許多相似 之處[38]，AM水溶液在分散穩定劑（司盤-60、無機氨 化物、C 12?C 18脂肪酸鈉和醋酸纖維素等)存在下， 可分散在惰性有機介質中（汽油、二甲苯和四氯乙稀 等)進行懸浮聚合。聚合完畢，經共沸脫水、分離和干 燥得到微粒狀產品。由懸浮聚合得到的產品，固體質 量分數>90%，聚合率>95%,單體殘留量<0.5%，產品 粒徑一般在10?500 |xm，產品有良好的水溶性。

1965年Momingstar-Paisley公司以專利的形式 公開了利用反相懸浮聚合法制備PAM微球的工 藝[39]。1982年，Marineseu等首次報道了 AM的反相 懸浮聚合與溶液聚合的對比研究結果，并分析了多 種因素對產物相對分子質量的影響，描述了反應各階 段的聚合物特征[40]。Sohn等用反相懸浮聚合法合成 了平均直徑在30?50 pm的KAa-co-AM共聚物吸水 微球，研究了動態和靜態溶脹行為[41]。結果表明，交 聯度、微球粒徑、鹽水濃度以及共聚單體的組成對微 球的溶脹速度均有影響，微球的吸水量隨著微球粒徑 和交聯度的減小而增加。Mudiyanselage等用過硫酸 鉀為引發劑,NMBA為交聯劑，司盤-60為分散劑，環 己胺為油相，雙（甲基丙烯酰胺基)偶氮苯為疏水表面 交聯劑，制備了超級吸水聚合物(SAPS),發現這種吸 水微球具有非常好的吸水性和吸水速率，并且具有 比較好的抗鹽性能[«。Li等則利用殼聚糖的酰胺基 和綠坡縷石的羥基與AM進行接枝共聚，改善了聚合 物的熱穩定性，提高了溶脹速率并且賦予其PH敏感 性[43]。反相懸浮聚合法制備醫用PAM微球的用途也 不斷被拓展,Lu等用AM和NMBA作為基質組分， Fe304為磁性組分，牛血清蛋白和溶解酵素為模板， 合成了蛋白質印跡軟凝膠復合微球(MS-PIGMs)[44]， 可以用作藥物載體和細胞修復材料。環境掃描電子 顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察顯示，微球的形狀基 本呈圓形，在濕態下微球表面分布著規則的孔隙，干 燥條件下孔隙則能自動關閉。另外，分散劑的種類和 加入量、攪拌速度、引發劑的加入量和加入方式、磁 性組分的含量以及單體濃度均對微球的表面形態有 顯著影響。

國內，李小伏將AM懸浮聚合分為3個階段，第 1個階段形成W/0或雙連續相，體系的電導接近油 相的電導;第2個階段發生相反轉，體系電導突增，接 近水相電導，水相成為連續相，且黏度明顯增加;第3 個階段為懸浮聚合[4y。聚合工藝關鍵在于分散相粒 子尺寸的控制，決定粒子尺寸的因素主要是攪拌和分 散穩定劑等，懸浮聚合可采用熱引發或氧化還原體系 引發。如在聚合過程中添加無機鹽(如NaCl、Na2C03) 可調節體系的表面張力增加懸浮穩定性而對聚合過 程影響不大，但加入少量一元、二元或多元竣酸鹽，則 通?？墒巩a物相對分子質量增加，聚合速率下降，工 業上可用懸浮聚合法生產粉狀產品。畢淑嫻以AM為 單體、N，N，-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑、過硫酸銨 為引發劑、環己烷為分散介質、司盤-80+為分散穩定 劑，采用懸浮聚合后期滴加單體和共沸脫水法合成 了平均粒徑大約為110 |xm的PAM吸水微球[46]。

反相懸浮聚合法制備的微球粒徑一般在0.1? 1 000 pm范圍內，分散性較差,但由于其工藝簡單， 聚合熱易去除，操作控制方便，聚合物易于分離、洗 滌、干燥，產品也較純凈、均勻、穩定，且可直接用于加 工成形，容易實現工業化。該法制備的微球耐酸堿性 和耐溶劑性能較好，同時具有較好的抗壓性和吸附 性，多用于制備硬質的PAM微球;其不足之處是粒徑 分布較寬，分散劑的選擇、攪拌速度的控制是微球粒 徑大小的決定因素;另外，大量的有機溶劑被使用，生 產操作不太安全，有機溶劑的回收作業是懸浮聚合中 的一個難題，而且聚合成本高，所以懸浮聚合在國內 也沒有被廣泛采用。

1.5沉淀聚合法

在AM水溶液中加入有機溶劑，AM可進行沉淀 聚合;在該聚合反應過程中,PAM—旦生成就沉淀析 出，使反應體系出現兩相，故叫沉淀聚合。沉淀聚合 得到的聚合物相對分子質量較低，因為在聚合過程 中使用的有機溶劑，對AM的聚合是很活潑的鏈轉移 劑^此外，當聚合物的分子鏈增長到一定長度后便沉 淀出來，因而限制了分子鏈的進一步增長;但沉淀聚 合生產的PAM相對分子質量分布窄，殘余單體少，沉 淀聚合體系黏度小，聚合熱易散發，聚合物分離和干 燥都比較容易[47]。

AM進行沉淀聚合時，溶劑的選擇對于聚合機理 和產物形態有比較大的影響。Guha等在研究中發現， 以正丁醇(TBA)/水作混合溶劑時，當TBA的體積分 數在82%?95%之間時，得到的PAM在水中只能部 分溶解，而用甲醇/水或丙酮/水作溶劑時，得到的產 物卻是完全水溶性的[48]。這種現象的產生是因為當 用正丁醇/水做溶劑時，先生成的那部分PAM并沒有 沉淀，而是充分溶脹于溶劑中，后來的聚合反應相當 于在溶脹的聚合物粒子中進行的固相聚合，這樣的聚 合過程很容易產生分子鏈的交聯，所以生成的產物溶 解性較差。在隨后的研究中，他們用電子自旋共振光 譜(ESR)和差熱分析儀(DSC)測試得到的數據證明 了 AM在上述混合溶劑的聚合反應中，存在著自由基 的捕獲和衰減現象[49]，被捕獲的自由基衰減呈二級 反應。

沉淀聚合同樣可用來合成功能化的PAM微球。 楊超等引用環境友好的檸檬酸鉀水溶液為反應介 質，使單體AM和DMC溶于一定濃度的檸檬酸鉀溶 液中[50]，根據溶解度參數原理，生成的陽離子共聚物 在檸檬酸鉀溶液中的溶解量遠小于單體的溶解量，生 成的產物不需借助沉淀劑即可從溶液中沉淀分離。 He等則用質量分數為20%?50%的K2C03水溶液作 溶劑,利用等離子體引發沉淀聚合，得到了高黏度的 陽離子PAM微球™。Jin等用乙腈做溶劑，制備了 AM 和二乙烯基苯(DVB)的共聚交聯微球®。研究結果 表明,DVB的體積分數低于10%時，不能全部生成交 聯微球；當其體積分數在20%?75%之間時，隨著 DVB含量增加，生成的微球粒徑變大,表面的光滑程 度和規整性也隨之提高。Bai等通過二級沉淀反應， 制備出以DVB為核，不同功能單體為殼的核-殼結 構的單分散微米級微球[53],以AM為共聚單體得到 的微球粒徑為4.81 (xm,分散系數為1.006。核、殼結 構的形成是由于第1階段沉淀聚合后，核殘留的部 分雙鍵在第2階段聚合時再捕獲功能單體的低聚物 形成了殼層。

分散聚合是一種特殊類型的沉淀聚合。它是由 英國ICI公司的研究者們于20世紀70年代最先開 發出來的[54]。其單體、穩定劑和引發劑都溶解在介質 中，反應開始前為均相體系，但生成的聚合物不溶在 介質中，聚合物鏈到達臨界鏈長后，便從介質中沉淀 出來。與沉淀聚合不同的是沉淀出來的聚合物鏈不 是形成粉末狀或塊狀的聚合物，而是聚集成小顆粒， 它們借助于分散劑穩定地懸浮在介質中，形成類似 于聚合物乳液的穩定分散體系。韓磊采用甲醇-水為 分散介質，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為穩定劑，過硫酸 鉀(KPS)為引發劑，用分散聚合的方法制備了 PAM 乳液[55]。Cho M S研究了在硫酸銨水溶液中AM的分 散聚合，使用聚丙烯酰乙氧基三甲基氯化按作穩定劑， 2,2-偶氮二(2甲基-3-戊酮脒)二氫氯化物作引發劑， 制得了粒徑為2?4 (jLm的均勻穩定的聚合物[56]，聚 合物的相對分子質量隨穩定劑和引發劑的質量濃度 增加而減小，而鹽的質量濃度對聚合物的相對分子 質量、粒徑的影響都不大。

利用沉淀聚合法制備PAM微球還存在尚待解決 的難題，即采用有機極性溶劑體系時需要考慮溶劑鏈 轉移的影響以及環境保護、溶劑回收等問題;采用無 機鹽/水體系時，產物在鹽溶液中的溶解性能以及鹽 的殘留問題。

1.6輻射聚合法

輻射聚合法屬于本體聚合的一種，是指聚合體系 只有單體和引發劑，而不加其他溶劑或稀釋劑的聚合 反應方法。AM水溶液在輻射作用下進行聚合，在質 量分數為30%的丙烯酰胺水溶液中，加入乙二胺四 乙酸二鈉等添加劑，脫除氧氣后用源的7射線 輻射進行引發聚合，再經造粒、干燥、粉碎即得PAM。 輻射聚合的優點是消耗能量低，反應易控制，生產工 藝簡單，產品純度高，缺點是難以獲得高線型分子和 高聚合率的產品，設備投資大，產品相對分子質量分 布很寬，以^Co源的7射線引發的AM水溶液輻射 聚合己實現工業化，但規模很小，此法所得產品適用 于沙漠改造[57]。

1.7泡沫聚合法

泡沫聚合法是利用氣體將聚合體系分隔成無數 細小的泡沫，使聚合體系組分轉化為泡沫液膜和連接 多個液膜的“多面邊界液胞”，反應單體在形成的特殊 分散相中進行聚合的方法[58]。用泡沫聚合法制成聚合 物含水量低，大大降低了干燥等后處理工藝的難度， 產生泡沫的方式主要是通過碳酸氫鹽或碳酸鹽的熱 分解或與酸反應放出C02,使產物具有多孔結構，加 快產物吸水速率，避免了將產物磨成細粉以達到提高 吸水率和吸水量的目的。但是該法不容易控制，會使 產物交聯而失去性能。陶征紅采用泡沫聚合法用丙烯 酰氧基乙基三甲基氯化銨、AM、丙烯酸鈉和丙烯酸 制備了相對分子質量小且溶解性好的兩性PAM[W]。 實驗結果表明，升高初始體系溫度和增加NaHC03用 量均可提高產物特性黏數和單體總轉化率；增加引 發劑(NH)2S208用量，單體總轉化率增加，但產物特 性黏數降低;分散劑聚氧化乙烯-氧化丙烯用量對反 應結果的影響不大；隨AM用量的增加，產物特性黏 數和單體總轉化率均先增加后降低。

1.8其他聚合方法

除了以上傳統的聚合方法制備PAM微球外，近 年正在不斷涌現新方法來制備高質量、多功能的 PAM產品。AM、丙烯酸鈉常和淀粉介質共聚來制備 高吸水樹脂，或與其他大分子單體共聚從而將AM/ AA接枝在某類膜上，如尼龍膜、聚醚氨酯膜等，用于 特殊場合。尚振平合成了端丙烯酸胺基氨基丙 酸)大分子單體，并在水溶液中用硫酸亞鐵與異丙苯 過氧化氫組成的氧化-還原引發體系來引發AM、丙 烯酸鈉與聚(0-氨基丙酸）大分子單體的共聚合反 應，合成了聚(丙烯酰胺-C〇-丙烯酸鈉)-g-聚(/?-氨 基丙酸）的接枝共聚物，得到了耐鹽性較好的陰離子 型PAM共聚物驅油劑[60]。李明遠等用部分水解PAM 和交聯劑檸檬酸鋁產生分子內交聯，形成了無固定形 狀、具有一定流動性的膠態分散凝膠™。這種方法的 特點是采用低濃度的聚合物和交聯劑，形成的凝膠黏 度低，能夠進入油田地層深部進行調剖，達到提高采 收率的目的。聚丙烯酰胺生產技術現狀及發展，該凝膠顆粒直徑在200?600 mn,膠態 顆粒一旦形成，其粒徑不再改變，不存在顆粒逐漸長 大的過程;凝膠化溫度的高低對其生成速度和粒徑大 小的影響不大。

Chauveteau等利用物理交聯的方法制備了尺寸 可控的微凝膠，通過光散射和流變學方法研究了微凝 膠尺寸和結構特征[62#。結果表明，PAM/乳酸鋯交聯 體系在剪切力的作用下形成微凝膠的過程可分為4 個階段:誘導期(黏度低、凝膠尺寸小且相互孤立），預 交聯期(黏度顯著增加、凝膠尺寸增加且開始粘結在 一起）,尺寸受限期(黏度達到最大值、凝膠破裂），穩 定期(黏度稍微減小到恒定值、在凝膠內部PAM分子 內和分子間的交聯達到平衡)。交聯劑的種類、體系 濃度、剪切力是控制微凝膠尺寸的決定因素，通過這 種方法得到的PAM微凝膠尺寸單一，有一定的機械 強度，適合油田中的深部堵水調剖。Yin等以丁基丙 烯酸酯、苯乙烯和AM為單體，不添加化學引發劑，在 Na2S04溶液中進行超聲波無皂乳液聚合％,與傳統的 無皂乳液聚合相比，縮短了反應時間，得到了粒徑約 80 nm的單分散微球。Zhu等在微波加熱的條件下， 將AM單體與金屬無機鹽溶解在乙二醇中，不加任何 表面活性劑和引發劑，用一步法合成了高純度的聚合 物-金屬復合微球，提高了聚合物的熱穩定性[*]。

2聚丙烯酰胺的應用進展

各國家和地區聚丙烯釀胺的主要應用領域有所 不同。美國和西歐的聚丙烯酰胺主要用于水處理，在 造紙方面應用所占比例相對較小;而日本的聚丙烯酰 胺則主要用于造紙工業。美國聚丙烯酰胺的消費結 構大約為:水處理占60%,造紙占25%，礦山占11%， 其他占4%;日本聚丙烯酰胺的消費結構為：水處理 占32%,造紙占45%,礦山占8%,石油占12%，其他 占3%;西歐聚丙烯酰胺的消費結構為：水處理占 56%,造紙占29%,石油占11%，其他占4%。

我國聚丙烯酰胺主要應用領域是石油開采、水 處理、造紙、高吸水性樹脂、冶金和洗煤等。張桐郡等 介紹了我國聚丙烯酰胺消費結構及預測情況，如表1 所示。

表1我國聚丙烯酷胺的消費結構及預測

年份開采石油水處理造紙其他需求量合計/萬t

需求量/萬t份額/%需求量/萬t份額/%需求量/萬t份額/%需求量/萬1份額/%

20006.4881.00.729.00.405.00.405.08.00

200517.5673.22.349.82.349.81.767.324.00

200625.0278.53.5111.02.497.80.862.731.88

200723.6375.03.4711.02.849.01.585.031.52

200825.7872.94.5112.83.419.61.664,735.36

2009 E28.1370.65.8614.74.0910.31.744.439.82

2010 E30.6968.17.6216.94.9110.91.834.145.05

備注:鑒于此搜集信息為2009年文獻所出，在此仍引用2009預測(E)值,

從表1可以看出，在今后相當長的一段時間 內，國內聚丙烯酰胺產品的主要用戶是油田的三次 采油和水處理行業，但造紙工業的應用的比例將逐 年增長。

以下把國外聚丙烯酰胺主要的生產廠家及生產 能力統計列表2所示。

表2國外聚丙烯釀胺主要生產廠家

公司名稱 生產能力/(萬tW)所占比例/%產品形式

美國

美國汽巴精化公司1.2干粉

陶氏化學3.5干粉、乳液

賽特公司4.038.6干粉、乳液

馬拉松石油公司3.4水溶液

納爾科公司1.5乳液

曰本

聚丙烯酰胺公司1.0干粉

日本化學公司0.8干粉

三井化學公司1.414.77干粉

三菱化成公司1.0干粉

Rakawa公司1.0干粉

西歐

英國汽巴精化公司4.0干粉、乳液

法國SNF■公司7.0干粉、乳液

德國斯托豪森公司2.152.37干粉

納爾科公司1.8干粉

芬蘭的賽特公司 合計1.5

35.2干粉、乳液

2.1聚丙烯酰胺在石油工業上的應用

各種水溶性聚合物己經在油氣鉆采和油層保 護等各個環節得到了廣泛的應用。由于水溶性聚合 物能大幅度地改善流度比、降低油藏的非均質程 度，因而己被油田廣泛應用。目前，應用于油氣田鉆 采過程中的水溶性聚合物主要有2類：一類是聚丙 烯酰胺類，另一類是生物聚合物（如黃胞膠Xanthan gun等）。由于丙烯酰胺均聚物在使用性能上的局限 性，使得丙烯酰胺多元共聚物有了大的發展，該類 共聚物在油田開發中有廣泛的市場，是20世紀80 年代發展起來的一類重要的油田處理劑。

2.1.1在提高采收率方面的應用

在提高石油采收率的三次采油諸方法中，聚合 物驅油技術占有重要的地位；而在所應用的聚合物 中,PAM占絕對優勢，由于它的相對分子質量高和良 好的水溶性，可使驅替液的流度明顯降低，從而增大 波及系數，提高原油采收率。聚合物的主要貢獻是提 高波及效率而提高最終采收率。其主要作用表現在： (1)高分子使水相黏度增高，有些聚合物流經孔隙 介質后尚可降低水相的相對滲透率；（2)降低水油 流度比，水油流度比的降低可減少指進現象；（3)水 相黏度增高和水相的相對滲透率下降使以后注入的 流體可轉入未波及的條帶，從而提高波及系數 PAM在提高采收率上取得了巨大成功，特別是大慶 油田已進入大規模工業應用階段，在水驅采收率 42%的基礎上，實施PAM驅油后采收率又提高了 12%,使最終采收率達到了 55%，噸聚合物增油量達 到了 120?150 t。周守為研究表明，在目前海上油田 生產條件下實施PAM驅油也是可行的[6*]。

2.1.2在鉆井液中的應用

自20世紀70年代以來，丙烯酰胺類聚合物作 為鉆井液的絮凝和包被劑在鉆井液中被廣泛應用， 并逐漸成為一種低固相不分散鉆井液體系，從而有 效地控制了地層的造漿，大大地提高了井壁穩定性， 在提高鉆井速度方面見到了顯著的效果。從最初的 水解、部分水解聚丙烯酰胺開始，發展到大、中小相 對分子質量的復配不同官能團(鈣、鈉、銨鹽）的衍生 物或接枝共聚物，如用作絮凝劑的AA-AM共聚物， 井壁穩定劑或頁巖抑制劑AA-AM共聚物或聚丙烯 酰胺水解物類的聚丙烯酸鉀(KPAM)，具有降濾失和  

包被作用的丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酰胺基丙基 三甲基氯化銨和淀粉的接枝共聚物[69]，以及擴大到 乙烯基磺酸鹽、乙烯基吡咯烷酮和帶有陽離子官能 團化合物的聚合物，如2-羥基-丙基-二甲氯化銨、 氯乙基三甲基氯化銨的混合物和羥丙基三甲基氯化 銨等。這類產品對控制蒙脫石含量較高的地層有著 較突出的抑制效果，但目前還不能適用于深井，特別 是對硬脆性的地層，還需加入一些磺化物來改善泥 餅質量、降低高溫高壓濾失量°°]。

解決可以抗高溫、高壓和深井復雜地層的鉆井 液技術仍然是國內外油田化學工作者的主攻目標。 國外鉆井液處理劑的發展經20世紀80年代的高 潮后，逐漸進入穩定期。20世紀90年代在開發產品 上向高效廉價、一劑多效和保護油氣層等方面發 展，在新產品的研制與開發方面也已經取得了較大 的發展。針對耐溫抗鹽的需要，目前國內正在開發 AMPS多元共聚物，并在逐漸實施產品工業化生產， 這方面的研究主要是包括降濾失劑和降黏劑。

2.1.3在驅油中的應用

石油是當代最重要的能源之一，但由于我國多 數油田的儲層屬陸相沉積，油層復雜含水量上升快， 大約有三分之二的原油儲量留在地下采不出來™。 因此,提高原采收率已成為我國陸上石油工業持 續發展的一項迫切的戰略任務，其中聚合物驅三次 采油技術就是提高原油采收率的一種重要方法。最 早開發、也是最常用的聚合物是部分水解聚丙烯酰 胺。聚丙烯酰胺雖然在大多數油田開采條件下可有 效地用于聚合物驅油，但是只局限于較低硬度的采 油環境中；因為酰胺基水解后產生羧基根，而羧酸 根可與油田中存在的反應，使聚丙烯酰胺 沉淀。為提高聚合物的熱穩定性，常添加抗氧化穩 定劑，如硫脲、連二亞硫酸鈉等。為減少酰胺基的水 解，提高聚丙烯酰胺的熱穩定性和在鹽水中的溶解 性，研究人員在驅油用丙烯酰胺類共聚物方面開展 了一些探索工作，合成了一些抗溫抗鹽的聚合物驅 油劑，如2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/馬 來酸酐共聚物，丙烯基單體和陽離子疏水單體合成 的新型疏水締合聚合物™。

2.1.4在酸化壓裂中的應用

酸化壓裂是油井增產的一個重要方法。稠化酸 是酸化壓裂中比較常用的酸，它是用稠化劑來提高 酸的黏度，酸黏度提高，減慢了 H+在巖石表面的擴 散速度，使酸的消耗速率降低，從而降低流體濾失， 延緩酸巖反應，增加裂縫寬度，提高滲透率，最終起 到增加穿透距離的作用。而稠化酸關鍵是稠化劑， 稠化劑要求具備抗鹽、抗剪切降解、好的熱穩定性 和殘渣低等特點[73]。近年來國內外研究開發較多的 丙烯酰胺類聚合物稠化劑主要有：

(1)聚丙烯酰胺類聚合物，主要有（烷基）丙烯 酰胺與丙烯酸衍生物類共聚物、烷氧基化的丙烯酰 胺基烷基磺酸聚合物；

(2)膠聯的丙烯酰胺類聚合物。主要有(烷基） 丙烯酰胺與丙烯酸乙酯基二乙基甲基硫酸甲酯銨 共聚物，（烷基）丙烯酰胺與甲基丙烯酸乙酯基三甲 基硫酸甲酯銨共聚物，丙烯酰胺與2-丙烯酰胺基- 甲基丙磺酸共聚物。

2.1.5在防垢阻垢中的應用

在油氣田生產中常遇到水結垢問題。油田注水 結垢會使油氣產量降低，設備使用壽命縮短。為防止 結垢，地面流程、油井和注水站需連續或間歇地向系 統中投加防垢劑。目前油田中多使用聚合物防垢，其 中以聚丙烯酸為代表。聚丙烯酸無毒、不污染環境和 防垢率較高，是目前廣泛使用的一種防垢劑;但在高 溫、高pH和高Ca2+含水量下防垢能力變差,研究人 員圍繞這個問題展開了探討。魏錫文等采用了 AM、 AA、MA(順丁烯二酸酐）合成了三元共聚物阻垢 劑[74]〇其防垢率隨水溫升高而降低，適于70 t水溫 防垢，具有較好的防垢效果；當Ca2+濃度為200x10' 投放量為10x10—時，防垢率可達90%以上。趙東濱 等引入MAA、AA、AM進行三元共聚，使防垢劑在 高溫、高pH和高Ca2+含量下防垢能力得到改善™。 產品對CaC03垢和CaS04垢均具有較強的防垢能 力，并具有用量低、作用時間持久的優點，特別是針 對CaS04垢，其防垢效果更好，抗溫性、消耗量和作 用時間都優于防CaC03垢的情況。

2.1.6在堵水調剖中的應用

油井出水是目前油田開發過程中普遍存在的 一個問題，特別是為了保持地層壓力，采用早期注 水開發的油田，出水尤為嚴重。這不僅使地面脫水 工作量越來越大，而且導致原來經濟效益好的生產 井變為無工業開采價值的井。因此，油井堵水是保 持油田穩產、增產的一項技術經濟措施。水解聚丙 烯酰胺依靠其分子中存在的羧基和?；挠H水性， 吸附在巖石表面，未吸附的長鏈伸向水中，增加水 流阻力，從而產生堵水作用。當它和交聯劑作用后， 可形成一種凝膠體，從而使得巖石水解聚丙烯酰胺 的吸附能力更強，堵水效果更好。對非均質嚴重的地 層，高滲透層水竄問題突出，需要封堵，調整吸水剖 面，從而擴大水驅的波及系數，即調剖。隨著我國注 水開發油田綜合含水量不斷升高，堵水調剖難度越 來越大，原有的堵水調剖劑用量逐漸增大或效果變 差。在老油田特高含水開發階段適時地研究和開發 新型調剖堵水劑是油田開發中的一重要課題。盛平 亞等合成了新型雙液法調剖堵水劑SJD-1[7SJD-1 是由AM/AA共聚物與多價金屬硫酸鹽、多價金屬 離子多羥基絡合物等構成，它綜合了有機聚合物類 和無機類調剖堵水劑的特點，可用于注水調剖、采 油井堵水，具有良好的封堵效果和穩定疏松砂巖、 抑制黏土膨脹的作用，先后在勝利油田孤東和樁西 采油廠推廣應用，并取得了良好的堵水增油效果。劉 敏等在實驗室內合成了非水解聚丙烯酰胺/乙酸鉻 凝膠堵劑，聚丙烯酰胺生產技術現狀及發展，既解決了三價鉻鹽與聚丙烯酰胺反應很 快、在現場施工中不易控制的問題，又解決了 Cr6+毒 性大而造成的環境污染問題™。

2.2聚丙烯酰胺在造紙方面的應用

PAM在造紙工業中主要有3種用途,即增強、絮 凝和分散。在造紙工業中，相對低分子質量的PAM 一般用于增加紙張的干強度，中等相對分子質量的 PAM通常用于紙機濕部助留、助濾和提高填料及細 小纖維的留著率等，而相對高分子質量的PAM多用 作造紙廢水處理的絮凝劑和長纖維紙漿抄紙的分 散劑，同時，PAM還可以用作造紙施膠增效劑。 2.2.1用作紙張增強劑

聚丙烯酰胺用作紙張增強劑能夠促進紙漿纖 維間的結合，從而提高紙張的強度性能。一般紙張 增強劑可分為干強劑和濕強劑二大類，PAM主要 用作干強劑。APAM用作紙張增強劑，其與紙纖維 之間能形成交聯網絡，其用量越大時，這種交聯網 絡就會越致密，相應紙的干、濕強度（包括裂斷長、 環壓強度等)就越大。陰離子型增強劑，對所有的化 學漿都有效，但當配比中含有大量的機木漿和廢紙 漿時，增強效果不明顯。使用陰離子型增強劑必須 加入硫酸鋁。應用實例：某廠用硫酸鹽漿生產紙袋 紙，成漿池中先加松香膠1%、再加礬土 2%?3%， 抄紙前加入陰離子PAM。PAM的相對分子質量為 50萬左右，溶液質量分數為10%，稀釋至1.5%左右 加入網前箱，漿料pH為4.0?4.5,成紙耐破指數提 高25%以上。

但是從多年來的助劑應用情況看，很多廠家使 用的陰離子型聚丙烯酰胺并未取得預期效果，而且 還帶來粘網毯和粘烘缸等嚴重問題。作為干強劑， 使用非離子型聚丙烯酰胺的性能優于陰離子型聚 丙烯酰胺，而陽離子型聚丙烯酰胺又優于非離子型 聚丙烯酰胺。近年來CPAM用作造紙干強劑越來越 多。陽離子增強劑，無論在酸性、中性或堿性條件 下，加或不加硫酸鋁均可提高紙張強度。應用實 例：某廠以廢紙為原料生產包裝紙板，纖維質量較 差。所用陽離子PAM外觀為半透明液體，有效成分 8%左右，相對分子質量30萬?50萬（霍夫曼反應 制得），使用時用清水稀釋，加入點盡量靠近網前 箱。使用后紙板環壓及耐破度均提高，側重提高環 壓時，用量控制在1.0%?1.5%;側重提高耐破度 時，用量為0.5%?0.8%;對提高環壓強度較明顯， 用量1.5%時，可提高20%左右[78]。

隨著國際造紙工業向高速化、連續化和大型化 方向發展，資源的缺乏、廢紙回收利用率的提高及 白水系統的封閉循環等因素導致了漿料質量的下 降，高效增強劑已經被廣泛使用。

目前，陽離子助劑得到了廣泛應用，如CPAM、 陽離子淀粉等。其中CPAM —直在濕部添加劑中占 主導地位，但是在新形勢發展中也出現許多問題， 使用效果令人不甚滿意。因此，近來在陽離子助劑 的基礎上開發了復合變性的兩性助劑，兩性聚丙烯 酰胺是其中的開發熱點，它可以有效地解決陰離子 雜質干擾、濕部電荷平衡失調等問題，比CPAM等 助劑更有效地提高紙頁的強度、填料的留著率和紙 機濾水，從而可提高紙機車速，大大減輕白水的處 理負荷[79]。日本Hashimoto開發了一種兩性聚丙烯 酰胺紙張增強劑，是由丙烯酰胺、丙烯酸及丙烯酸 羥乙基酯與陽離子木薯淀粉接枝的共聚物，加入標 準打漿度560 mL的紙漿中，抄出定量為743 g/m2 的紙，其裂斷長度為8 950 m，撕裂因子為135。還 有，彭曉宏等合成的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化 銨（METAC)/AM/AA三元共聚物用做紙張增強劑， 隨著用量的增大，所得紙樣的裂斷長增長率和撕裂 指數增長率均增大，而濾水時間則大大減少。

賀賢璋介紹了各種聚丙烯酰胺紙用增強劑的制 備方法，童點研究了 HDS系列干強劑的制備工藝、 使用性能和添加工藝，以及兩性聚丙烯酰胺作為紙 用干增強劑的增強機理和影響因素[80]。如HDS-1用 于商品漿千增強劑的較佳添加工藝如下。添加部 位:調漿池。添加稀釋濃度:稀釋到1 %以下。添加 次序:顏料-干增強劑-硫酸鋁-松香乳膠-滑石粉 -濕增強劑等，其中某些助劑是否添加，視具體要求 而定。w(硫酸錯用量)=3%左右;w(干增強劑用量)= 0.3%?0.4%;PH:調漿池4.5左右，流漿箱6.0左 右。用于該增強劑代替原生產廠使用的自制陽離子 淀粉，裂斷長等指標提高了近10%，其他抄造條件 也得到了改善，白水濃度下降，取得了良好效果。 2.2.2用作助留助濾劑

早期造紙主要采用硫酸鋁作為助留助濾劑，隨 著紙機車速的提高，PAM逐漸取代硫酸鋁成為主 要的一元助留體系。如郭緯等研究將CPAM加入新 聞紙漿中，用A12(S04)3調節體系pH,當添加1%的 CPAM(對絕干漿）時，紙漿打犖度可降低4.3 °SR, 抄重（保留率）可增加5%,呈現出良好的助留助濾 效果，但CPAM與A12(S04)3的添加順序不同時表現 出的效果存在明顯的差異[8wy。

但是由于一些原因，如廢紙漿的大量使用、短纖 維原料的增加等，使造紙濕部產生了一個新的障礙 問題，即陰離子雜質的聚集和積累。因此，又出現了 二元助留助濾體系，即在漿料中先加入一種高電荷 密度、較低相對分子質量的陽離子化合物，然后再加 入低電荷密度、高相對分子質量的化合物如PAM組 成的體系。目前使用較多的二元助留助濾系統是 CPAM-APAM雙元聚合物系統，表3是單用CPAM或 APAM與二元系統CPAM-APAM的助留效果比較[83]。 漿料配比:70%漂白闊葉漿，30%草漿，填料為白堊。 

表3 PAM—元與二元助留系統效果的比較

空白樣w(CPAM)/%w(APAM)/%w (CPAM )/%+w (APAM)/%

0.080.16 0.24 0.320.400.080.16 0.24 0.320.400.08+0.080.16+0.16 0.24+0.24 0.32+0.320.40+0.40

留著率/% 707173 74 76787274 75 75747678 80 8283

注:CPAM、APAM的用量以對絕千漿計。

 

由表3可以看出，使用CPAM+APAM的雙元聚合 物系統比單一的CPAM或APAM的助留效果更好。

雖然二元助留助濾體系解決了陰離子的雜質問 題，但是高相對分子質量PAM的加入容易在漿流中 形成較大的絮聚團，對壓榨部產生了不良影響。隨著 助留助濾技術的不斷發展，又出現了微粒助留助濾 體系。該體系主要包括三大類[84]:陽離子聚丙烯酰 胺/膨潤土組成的hydrocol體系，陽離子淀粉/膠體硅 組成的composil體系和陽離子淀粉/膠體氫氧化鋁 組成的hydrosil體系。其中，應用最為廣泛的是陽離 子聚丙烯酰胺/膨潤土組成的體系。劉溫霞教授對陽 離子聚丙烯酰胺/膨潤土助留助濾體系的作用機理 進行了深入研究[85]，夏新興等對膨潤土助留助濾體 系進行了應用研究陽離子聚丙烯酰胺的相對分 子質量在350萬?500萬之間，既能取得很好的助 留助濾效果，繼續提高相對分子質量，其效果提高 緩慢，陽離子單體含量宜控制在30%左右。兩性聚 丙烯酰胺對漂白麥草漿禾]漂白硫酸鹽木漿都有助 濾作用，對漂白麥草漿的效果更顯著，隨相對分子 質量和用量的增加，助濾作用增加。相對分子質量 在200萬時，助濾作用最好；用量在0.02%?0.05% 之間，陰離子取代度為5%,陽離子胺化度為42.0% 的兩性聚丙烯酰胺在低pH時，助濾效果較好。

文獻研究了聚合物/微驗助留體系中助留助濾 機理以及通過控制Zeta電位優化聚合物微粒的絮

凝和濾水效果，實驗結果見表4W4。

表4各種助留助濾系統的絮聚效果和濾水性能的 比較

序號助劑絮凝效果/%濾水效果/%

1APAM0-14

2DADMAC+APAM+5-15

3膨潤土+APAM+ 10

4DADMAO 膨潤土+APAM+8-15

5CPAM+5+7

6DADMAC+CPAM+6+4

7CPAM+膨潤土+7+ 1

8DADMAC+CPAM+膨潤土+8+19

9APAM+ 1-7

10S 鹽+APAM+5+38 •

11DADMAC+APAM+3+22

12膨潤土+APAM+3+ 19

13鋁鹽+膨潤土+APAM+4+37

14DADMAC+膨潤土+APAM+4+28

15DADMAC+膨潤土+APAM+6+65

16CPAM+ 1+23

17鋁鹽+CPAM+4+43

18DADMAC+CPAM+3+42

19CPAM+膨潤土+4+29

20鋁鹽+CPAM+膨潤土+7+50

注:DADMAC為聚二甲基二烯丙基氯化銨,1?8組漿料為100%漂 白硫酸鹽闊葉木漿，加入20%的CaC03,9?20組漿料為60%漂白硫 酸鹽闊葉木漿+40%磨木漿。 

工業應用過程中遇到的問題主要是膨潤土雜 質太多，粒徑分布不均勻，影響使用效果。隨著工 業的發展、科技的進步，相信這一點將會得到很好 的解決。

2.2.3用作造紙廢水處理的絮凝劑

由于造紙原料品種多、雜質含量高，加之有些 紙通過多次回收再生產，由此導致造紙廢水的成分 非常復雜，難以凈化處理。造紙廢水處理的關鍵是 選取高效和經濟合理的絮凝劑™。李曄、陳新才 等研究了 PAC和PAM共用的絮凝效果，PAM能夠 加速廢水的沉降[92]。王乃芝、劉梅英等研究了自制 鐵系混凝劑和PAM的聯用，取得了比較好的去污 效果[93]。孔柏嶺、韓杰研究了水解聚丙烯酰胺所組 成的微凝膠體系在水處理方面的應用[*]，微凝膠體 系是正處于研究階段的新課題，具有良好的發展前 景。張躍軍、劉瑛等研究了陽離子聚丙烯酰胺絮凝 劑（PDA)對一種廢紙再生造紙廢水中的污泥的絮 凝脫水處理過程，取得良好的效果[95]。

朱勇強等采用硫酸鋁和PAM作為混凝劑的混 凝氣浮法處理造紙廢水，結果發現：硫酸鋁的最佳 用量為80 mg/L，PAM的最佳用量為2.4 mg/L，氣浮 壓力控制在1.2 MPa時，廢水的濁度去除率可達 97%以上，COD去除率可達80%以上w]。張躍軍等 采用AM和DMDAAC共聚合得到聚丙烯酰胺陽離 子絮凝劑(PDA),將該產品用于廢紙再生造紙廢水 的處理，比較了無機絮凝劑聚合氯化鋁或有機陽離 子聚丙烯酰胺單獨使用時和無機絮凝劑與有機絮 凝劑配合使用時處理廢水的效果。結果表明，無機 絮凝劑與有機絮凝劑配合使用時有很好的處理效 果™。盤思偉等以AM、丙烯酰氧基乙基三甲基氯化 銨、聚氧乙烯大單體和N,N、亞甲基雙丙烯酰胺為 單體，進行反相微乳液共聚合，制備出新型含PE0 支鏈的陽離子微粒絮凝劑，然后用該絮凝劑分別對 針葉木漿和白水進行了助留和絮凝性能的研究，結 果表明，該新型微粒具有能單獨使用、絮凝效果好 和抗剪切性能強等優點[98]。張龍等采用AM與丙烯 酸乙酯基氯化銨共聚合得到一種陽離子絮凝劑，效 果良好[M。AM也可與甲基丙烯酸胺乙酯(DM)共聚 得到陽離子高分子絮凝劑[100]。該產品對造紙廠中段 白水進行了絮凝沉降試驗，結果表明其最佳用量、 沉降速度、絮凝后的透光率均隨聚合物的相對分子 質量、投加量及水體系pH等因素的改變而改變。該 產品在處理造紙中段白水時兼具有電荷中和及吸 附架橋作用。相對分子質量增大可增加吸附架橋作 用，使微粒增大而有利于絮凝沉降。

另外，人們正在對聚丙烯酰胺進行改性，用作 施膠增效劑、涂布用抗水劑等，不斷向著環保高效 方面發展，未來的聚丙烯酰胺將在造紙工業中具有 不可估量的應用前景。

2.3聚丙烯酰胺在水處理方面的應用

水與人類和工農業生產密切相關，我國的水資 源雖占世界第6位，但人均水占有量僅為世界人均 水占有量的1/4。與此同時，隨著工業的快速發展， 水資源的污染日趨嚴重；隨著淡水資源的日益匱乏 以及對環境保護的日漸重視，人們對廢水的處理越 來越關注。

PAM及其衍生物的分子鏈上含有大量的酰胺 基，具有良好的水溶性、優良的絮凝性能和吸附性 能，可與許多物質親和、吸附形成氫鍵。在水處理 中，作為絮凝劑，可用于城市污水、生活污水和工業 廢水等的處理以及各種地下水和工業懸浮液固液 分離工程中，主要起以下作用：減少絮凝劑用量，改 善水質，提高絮體強度與沉降速率，防腐與防垢等。

由于低溫低濁度水中有機物的比例較大，單投 加硫酸鋁或聚合鋁（PAC)，上清液的濁度隨絮凝劑 投加量的增大而減小，但到一定值后濁度回升；這 是因為形成的絮體結構疏散、輕飄，難以沉淀。但 投加PAM助凝后，可使絮體體積增大的同時密度 增加，沉降速率變快，出水濁度大為降低。孫一平 等研究發現，在投加無機絮凝劑同時加入PAM，可 加快去濁速率，當PAM用量為0.03 mg/L時，沉降 時間縮短一半，并可使PAC投加量減少

PAM經常與無機絮凝劑復合使用處理各種含金 屬廢水。楊百勤等利用亞鐵鹽和PAM對C#質量濃 度為307.5 g/L的廢水稀釋2 000倍后進行處理，實 驗結果表明，pH為11、PAM用量為5 mg/L時，效果 最好[1®。膨潤土、FeCl3等復合PAM可處理含鎳廢水。 譚麗紅等研究發現，當pH為10.0,FeCl3投加量為25 mg/L時，原水中鎳的質量濃度可由0.226 mg/L降至 0.018 7 mg/L，投力卩PAM有助于鎳的去除_。羅道成 等在靜態條件下對聚季銨鹽聚丙烯酰胺(PQAAM)吸 附含Ni2+的電鍍廢水進行了研究，結果表明在廢水 pH為6.0?8.0、Ni2+質量濃度0?100 mg/L范圍內， 吸附時間為8〇111丨11、吸附溫度為20 1時，按％2+與 PQAAM質量比為1 : 30投加PAM，Ni2+去除率可達 98%以上[10«。沈友良等以明礬(alum)和PAM為復合 絮凝劑沉降絡合物膠體，取得了很好的效果。常溫 下，調節pH為6.0,在最優化的配比時，鉛的去除率 在98%以上。尤其當水中鉛的質量濃度低于100 mg/L 時，經過該方法處理的水，鉛的質量濃度低于1.0 mg/L， 符合GB 8978—1996 —類污染物的排放標準；本方 法處理廢水中的鉛，生成的絮體粒徑大、強度高，適 宜于沉降分離，沉降時間在30 min左右[|05]。蕭作平 等提出了用PAM-Na2S簡單功能高分子體系處理銅 錫廢水的方法，使用該法可以較徹底地除去該廢水 中的銅、錫等主要雜質,對銅的去除率可達到98%以 上，對錫的去除率可以達到近100%[10«。華金銘采用 沉淀絮凝法，以FeS04+PAM作為絮凝劑，能夠選擇 性去除絕大部分的汞雜質[107]。

制藥廢水是嚴重污染環境、較難處理的廢水之 一。周麗娜采用吸附-混凝-紫外光催化氧化法處理 利福平制藥廢水，混凝實驗結果表明：選用質量濃度 為400 mg/L的PAC和質量濃度為10 mg/L PAM復 合混凝,廢水在pH為9，COD&和色度去除率分別為 32.2%和37.5%[108]。石油化學工業產生了大量的含油 廢水，可采用混凝法進行處理。王利平等通過磁絮凝 分離法處理含油廢水，結果表明當廢水含油量為 100?200 mg/L,先加磁粉和聚合硫酸鐵(PFC),后加 PAM,攪拌速度250 r/min，除油率可達83.6%[109]。各種 化學工業廢水也可以用PAM處理。李雪峰等在采用 化學沉淀法處理氨氮廢水時發現，在pH為9.3,主要 粒子的質量之比為1 : 1 : 1、PAM添加量為20mg/L， 處理初始質量濃度為1 000 mg/L的氨氮廢水，可使 氨氮去除率達到99%以上[11®。染料廢水常用無機絮 凝劑做預處理，加入PAM可提高其絮凝沉淀和脫色 能力。嚴媛媛等選用硫酸鋁和PAM的混凝劑組合對 DSD酸廢水進行處理，在PAC投加量為100 mg/L、 PAM投加量為10 mg/L、快速攪拌1 min、慢速攪拌 15 min、PH為6.5?7.5及溫度為50 T條件下， COD、色度去除率分別達36%和34%[1|1]。造紙廢水占 我國工業廢水總量的10%，COD占30%，PAM對其有 良好的處理效果。

另外，PAM在乳制品產業的生產廢水及糞便廢 水處理中也有應用。如張春娟等采用硫酸鋁-PAM 處理該類廢水取得了良好效果，無論原水樣的COD、 BOD如何波動，其C0D、B0D去除率都分別在62% ?68%、62%?72%之間™。秦承華等對糞便廢水處 理的藥劑進行了優選，結果表明：對于500 mL水 樣，在PH為7.5、質量分數為0.2%的硫酸鋁投加量 為8 mL、質量分數為0.2%PAM的投加量為1.5 mL 的條件下，廢水的色度、濁度和COD的去除率分別 達到94.3%、96.0%和58.2%,絮凝效果也理想[||3]。

煤泥水是濕法選煤產生的工業廢水，含有大量 的煤泥和泥沙。朱龍等利用電石渣與PAM聯合處理 高泥質煤灰水，在100 mL的煤泥水中加入質量分數 為0.1%的PAM 2 mL，聚丙烯酰胺生產技術現狀及發展，攪拌0.5 min后加入質量分數 為2%的電石渣30 mL，攪拌0.5 min，SS和COD的 去除率可達90%[1M]。郭玲香等也合成了一種新型陽 離子PAM，并研究了其對細煤粒的絮凝沉降作用和 助濾作用，并用DLV0理論進行了解釋[115]。龐翠玲 等采用石灰沉淀-PAM絮凝處理稀土冶煉含氟酸性 廢水，在pH為9,投加量為2%PAM 230 mL,出水 含氟質量濃度低于10 mg/L，凈化效果明顯[116]。

給水廠的污泥主要源于從原水中取出的無機 物、有機物、重金屬等雜質及水處理中投加的絮凝 劑,COD和B0D比值較小，無機物占絕大部分。為 了改善污泥脫水的性能，在脫水時要進行物理調節 和化學調節。其中，加入絮凝劑PAM即屬于后者。 費霞明根據九江流域給水廠污泥的顆粒性質，進行 絮凝、污泥比阻和過濾試驗，研究污泥的脫水性 能，試驗結果表明投加0.05%的PAM可以降低污 泥比阻，改善脫水性能[1|7]。污水處理廠的污泥固含 量常在4%?7%間，加入PAM后泥餅的含水率可 降至60%?80%,且過濾快，上清液濁度低。張輝等 研究了不同類型助濾劑對城市污水處理廠剩余污 泥的脫水效果，研究發現助濾劑ST和陽離子PAM 的復配可以大幅度降低泥餅的含水率，當ST用量 為2 g/L、陽離子PAM用量為0.3%時，泥餅含水率 為75.36%，與不加助濾劑的相比，泥餅的含水率降 低了 12.99%_。

PAM最大應用領域是水處理，但是我國該領域 所占的比例卻很小，發展潛力很大，隨著我國水污染 治理工程建設的加快和環保要求的提高，今后PAM 的消費將會持續增加,具有十分廣闊的應用前景。

2.4聚丙烯酰胺在選礦方面的應用

聚丙烯酞胺在礦業領域的應用主要涉及到采 礦、選礦和冶金等礦物加工過程。在這些過程中需要 使用大量的水，需要從水溶液中有效分離出固體礦 物。使用適當劑型、適當用量的水溶性高分子聚合物 聚丙烯酰胺，可以加速細粒物料的濃縮和提高過濾 效率，從而達到很高的分離效果和提高設備的生產 能力、減少有用礦物的流失、提高產率，加快尾礦廢 水的回用等目的。隨著礦產資源的開發利用縱深發 展，如何提高生產效率、節約能源、降低消耗、最大限 度地利用有限的礦產資源，減少浪費己經成為目前 礦業領域追求的目標。聚丙烯酰胺在這一領域的合 理應用極大地推動了礦產資源的合理開發利用。

聚丙烯酰胺產品作為礦冶生產中助凝劑、絮凝 劑和脫水劑，廣泛應用于采選礦、礦冶污水處理、礦 泥脫水處理等過程。目前已經成功應用于鐵礦、銅 礦、金銀礦、鋁礦和釩鈾礦等礦冶領域，包括煤礦、 銅礦、金礦、鋁礦等的選礦；氧化鎂、鋅、鋼鐵、鋁冶 煉廢水的處理，部分有色金屬濕法冶煉和稀土元素 的提取過程中也發揮著重要的作用[1|9]。

鈾礦提取是聚丙烯酰胺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，添加聚丙烯酰胺處理非常有效。 隨著礦產資源的合理開發，聚丙烯酰胺在礦業領域 也發揮著越來越重要的作用。

2.4.1在礦物加工過程中的應用

采礦過程中，通常使用大量水，最后常需回收 水中的有用固體，并將廢水凈化處理后回收使用。 應用聚丙烯酰胺絮凝處理，可促進團粒下沉、液體 澄清和泥餅脫水，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。

目前聚丙烯酰胺己經廣泛應用于金、銀、銅、 鋁、鉛、鋅等選礦領域的水處理中，從水溶液中有 效分離出礦物固體，使用聚丙烯酰胺作絮凝劑或助 濾劑。適當劑型、適當用量的聚丙烯酰胺可促使 有用的固體礦物很快下沉，因此高效濃密機得以在 大量礦物處理過程的精礦和尾礦系統應用，聚丙烯 酰胺的使用能夠加速細粒物料的濃縮和提高過濾 效率，從而提高了礦物和水的分離效果、提高生產 效率、減少尾礦流失和降低生產運行成本。

2.4.2在部分有色金屬冶煉過程中的應用

金屬的冶煉采用火法和濕法2種冶煉方法。濕 法冶煉需要在pH變化范圍較大、溫度較高的溶液 中分離出細顆粒礦物。經過大量實踐證明，適當劑 型的聚丙烯酰胺在部分金屬的濕法冶煉過程中合 理應用可以達到令人滿意的分離效果。例如，適當 劑型的聚丙烯酰胺應用于鉛鋅濕法冶金煉過程中， 能促進漿液的快速沉降和澄清，使澄清溢流液澄清 度好，固含量低，滿足生產需要。目前，國內絕大部 分鋅冶煉企業采用“焙燒-低酸浸出-電積，揮發窯 處理浸出渣”的濕法煉鋅工藝。聚丙烯酰胺絮凝劑 應用于濕法煉鋅行業，能夠有效增強脫除雜質能 力、提升最終產品質量、降低原輔材料和能源消耗、 提高金屬回收率、便于有價金屬的綜合回收，是我 國目前新建濕法煉鋅企業的主流生產方式。

2.4.3在氧化鋁生產過程中的應用

在氧化鋁生產過程的赤泥沉降中，聚丙烯酰胺 作為一類最廣泛的絮凝劑從20世紀50年代起就 開始有應用。在拜耳法、燒結法或聯合法處理一水 硬鋁石、三水鋁石或混合型鋁土礦的氧化鋁生產工 藝過程中，溶出后的赤泥漿液是一種由鋁酸鈉溶液 和不同粒級的赤泥顆粒組成的分散物系，即赤泥懸 浮液。這種懸浮液只有通過沉降分離，葉濾機過濾 才能得到滿足分解條件的鋁酸鈉溶液，最終分解出 品質較高的氧化鋁產品_]。

氧化鋁行業中需要將浸出的漿液迅速進行固 液分離，而漿液中穩定地分散著大量帶正電荷的懸 浮粒子，沉降速度慢，直接影響濃密機濃縮溢流操 作，加入適當劑型的聚丙烯酰胺絮凝劑可使懸浮粒 子電性中和，使微粒絮成大團，從而促進快速沉降 和得到符合要求的溢流清液，滿足生產需要。

聚丙烯酰胺絮凝劑在堿石灰燒結法氧化鋁生 產工藝中的應用如下：合成高分子絮凝劑與赤泥易 形成多點吸附，這緣于赤泥中非平衡態的固體表面 有陽離子，而絮凝劑中羥基、羧基等水解后產生的 陰離子能形成較強的作用力，絮凝劑與赤泥產生吸 附后，形成絮團，通過重力場的作用進行沉降，達 到固液分離的目的[122]。

2.4.4在稀土元素制備過程中的應用

溶劑萃取和離子交換是目前分離稀土的較好 方法。稀土元素的制備是一個相當復雜的過程，首 先利用化學處理從氟碳鐨鑭礦或獨居石中獲得稀 土氯化物或氧化物的混合物，然后再進行單一稀土 元素的分離和提取，主要方法有溶劑萃取法。利用 稀土元素在水和有機溶劑中分配的不同，將稀土的 鹽類與有機相及水相多次接觸，不斷地進行再分配 而將它們一一分離。在這個過程中部分伴生的金屬 元素難以通過上述方法徹底除去，因此造成產品純 度低，影響稀土元素的應用效果。在生產過程中根 據部分工藝條件的變更，添加其他助劑使少量雜質 形成少量細小顆粒，加入適當劑型、適當用量的聚 丙烯酰胺使少量雜質細小顆粒絮凝、分離除去，達 到純化稀土元素的目的。

2.4.5在鈥白粉行業的應用

鈦白粉的生產工藝中，也要使用絮凝劑將浸出 的鈦液進行沉降。在鈦白粉生產工藝的沉降過程 中，酸解浸取、還原以后的體系是一個復雜的體系， 含有可溶性雜質和不溶性的雜質。鐵、釩、鉻、錳等 金屬的硫酸鹽為可溶性的雜質，在結晶或水解、水 洗的過程中除去。不溶性雜質中的大多數，如未分 解的鈦礦、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除 掉。不溶性雜質中的另一部分是硅和鋁的膠體化合 物，以及一些早期水解了的鈦，雖然數量并不大，但 具有很高的動力穩定性，需要加入適當劑型的聚丙 烯酰胺絮凝劑，強化沉降澄清過程。在鈦白粉的生 產過程中合理使用聚丙烯酰胺絮凝劑，簡化了使用 環節，直接降低了生產成本，具有沉降速度快、工藝 簡單和生產成本低等優點。

2.4.6在洗煤行業的應用

在煤炭洗滌過程中產生了大量的煤粉，均勻地 分散在水中，需要經濃縮機濃縮沉降來回收。絮凝 劑在沉降過程中，其特有的吸附架橋作用可將懸浮 在水中的煤粉顆粒絮凝而加速沉降，達到固液分離 的目的，溢流出的清水還可循環使用。

PAM在選煤過程中，其主要用于2方面：一是 在煤泥水深度凈化濃縮機中，添加PAM絮凝劑，加 速煤泥的沉降，降低溢流水濃度；二是在真空過濾 機或壓濾機中，添加PAM絮凝劑，改善濾餅結構， 降低濾餅水分，提高過濾速度[@|2«。普通聚丙烯酰 胺的酰胺基(一CONH2)與煤泥粒子親和、吸附形成 氫鍵，同時高分子鏈在被吸附的粒子間形成橋聯， 對粒度大、灰分低的原生煤泥沉降效果較好，而對 粒度細、灰分高的浮選尾煤絮凝效果稍差，這種差 別主要是煤泥的粒度特性造成的。離子型聚丙烯酰 胺對2種煤泥水的絮凝效果差別較大，對粒度細、 灰分高的浮選尾煤絮凝效果好于粒度大、灰分低的 原生煤泥，聚丙烯酰胺生產技術現狀及發展，這是由于粒度細、灰分高的浮選尾煤中 富含高嶺土等硅酸鹽類膠體粒子，該類膠體粒子表 面帶有較強的負電荷。這時，聚丙烯酰胺的作用除 了前面討論的吸附、架橋和絮凝外，電性中和起了 主要作用。因而離子型聚丙烯酰胺適合處理粒度 細、灰分高的浮選尾煤。

在洗煤行業中不同類型的聚丙烯酰胺，其絮凝 效果有差別。對煤泥水處理而言，同時要考慮煤泥 水的性質，選擇不同類型的聚丙烯故胺，調整其陰 離子度或陽離子度。

2.5聚丙烯酰胺在紡織、印染工業的應用

在紡織工業中，PAM作為織物的上漿劑和整理 劑，可以生成柔順、防皺、耐霉菌的保護層，利用它 的吸濕性強的特點，較好的成膜性及漿膜的光滑度、 高強低彈性,對纖維良好的親和性，與天然漿料和合 成漿料良好的互溶性，能減少紡細紗時的斷線率，防 止織物的靜電和阻燃。用作印染助劑時，PAM可使產 品附著牢度大、鮮艷度高，還可作為漂白的非硅高分 子穩定劑及勻染劑等紡織助劑。此外，PAM還可用 于紡織印染污水的高效凈化劑、脫色劑等。萬濤研 究表明，在pH=5的情況下,對于分散染料，當PAM 用量為10 mg/L，其脫色率達31%，當投加量增加到 100 mg/L，脫色效果達到最佳值92.2%;對于堿性品 紅和酸性紅染料，當投加量為100 mg/L時，對堿性品 紅和酸性紅染料的脫色率分別為73.6%和84%[|25]。 2.6聚丙烯酰胺在農業方面的應用

PAM作為土壤結構改良劑，可有效改善土壤結 構，增加土壤表層顆粒間的凝聚力，增大土壤表面粗 糙度，降低土壤容重，使土壤總孔隙率和毛管孔隙 度上升，進而使土壤顆粒和孔隙結構保持穩定，防 止土壤結皮，增加土壤的入滲，使土壤入滲率明顯提 高，減少地表徑流量、防止土壤流失以及抑制土壤水 分蒸發等作用[126]。Sojilca等人通過2年的溝灌實驗進 一步確定了在灌溉中施加PAM,以10?20 mg/kg施 用PAM可使農田內水中的泥沙含量減少94%,土壤 入滲性能可提高15%?50%[|27]。PAM通過對土壤結 構的改善,增加了土壤水穩性團粒數量，增強了土壤 的透氣、滲透性能，有效地增強了土壤的抗蝕能力， 使PAM處理過的土壤具有很好的保水、保土、保肥 和增產的作用。Sokja研究結果表明，經PAM處理后 的土壤溶液中N03-、P043-和K+濃度均低于對照，其 濃度分別較對照平均減少了約45.55%、49.37%和 70.24%[128]。PAM處理后，土壤淋溶液中全N、全P、全 K的累積含量均低于對照，且隨PAM濃度的增加其累 積含量呈下降趨勢。員學鋒通過試驗發現，在棉花地施 加PAM可大大增加土壤顆粒間的凝聚作用并提高 土壤滲透率，在凈化污水的同時，提高棉花產量[@。

2.7聚丙烯酰胺在其他領域的應用

聚丙烯酰胺在建筑工業、醫藥工業、日化工業、 電鍍工業、養殖業和食品工業等領域都有重要應用。 如在建筑工業中，PAM可以增強石膏水泥的硬度，提 高濕法水泥制造中沉降槽的生產能力和水泥的可濾 性，改善窯料均一性，加速石棉水泥的脫水速度。

PAM凝膠可用于建筑物的填縫、修復及堵漏。用高壓 水柱切割金屬或大理石時，在水中添加極少量的 PAM便可極大地提高切割效率。PAM還可用作礦 床、池塘、水壩和地基等的灌漿材料，可增強土壤團 粒結構的堅固性,增加土壤結構的承載負荷。PAM水 凝膠因其高度的溫敏性，聚丙烯酰胺生產技術現狀及發展，使得它可以做成智能性凝 膠，用于藥物的控制釋放和酶的包埋、蛋白質電泳、 人工器官材料、接觸眼鏡片等™]。而利用PAM制成 高吸水性樹脂具有較高的強度，吸水量可達自重的 數百倍以上，近幾年用于生產尿不濕和衛生巾的 PAM需求量增加較快[|31]。在化妝用品工業中，含有 PAM的兩性電解質聚合物作為角蛋白調理劑可用在 頭發、皮膚和指甲的護理中。在電鍍工業中，添加 PAM可改善金屬在陰極沉積的質量，并增加電流效 率，能使金屬沉淀勻化，使鍍層更加光亮。在養殖業 中，PAM可改善水質，增加水的透光性能，從而改善 水的光合作用?？傊?PAM的應用非常廣泛,存在生 活中的各個角落，與人們的生活越來越息息相關。

3展望

目前國內各生產廠家根據自身的規模和產品、 市場等情況，可能會有不同的發展趨勢，國內廠家 分類發展類型見圖1。 

 

圖1國內PAM廠家分類發展示意圖

 

國際上聚丙烯酰胺生產技術的發展趨勢是在 丙烯酰胺制備階段提高丙烯腈的轉化率、選擇性， 簡化工藝和減少含腈污水的排放率，并提高產品質 量。在我國，由于生化法占主要地位，因此，我國未 來聚丙烯酰胺生產技術發展趨勢是解決含腈廢水 量較大的主要問題，降低丙烯腈單耗；在化學法工 藝上則需要借鑒國外成熟工藝，達到一定的建設規 模，實現國產化。

我國聚丙烯酰胺產業發展至今，雖然產能已經 達到國際領先水平，聚丙烯酰胺生產技術現狀及發展，但是也存在較多的問題需要解 決,如企業生產規模偏小、生產工藝相對落后、產品 質量相對較差、產品結構不合理、重復低水平引進技 術和盲目投資等。針對上述問題，可以從以下方面著 手，進而優化聚丙烯酰胺產業，提高企業競爭力，如 企業整合、擴大規模、避免重復建設、提高生產工藝 水平、實現規?；⒆詣踊a,規范市場競爭、提高 品牌效應和提高對市場變化趨勢的關注度等。

總的來說，隨著我國石油開采技術的不斷創新 和國家出臺各種環保治理制度與措施，聚丙烯酰胺 在石油開采領域及水處理領域的用量將大大增加， 未來我國聚南烯酰胺的市場需求還會隨著我國整 體工業生產能力和技術水平的提高而迅速增長，聚 丙烯酰胺在以上各領域的市場潛力會逐步顯現，這 對于聚丙烯酰胺生產企業來說既是機會也是挑戰， 隨著聚丙烯酰胺產業結構的不斷優化和聚丙烯酰 胺企業自身的不斷完善，相信我國的聚丙烯酰胺產 業必將迎來美好的明天。