阳离子聚丙烯酰胺
阳离子聚丙烯酰胺（CPAM)是线型高分子化合物，由于它具有多种活泼的基团， 可与许多物质亲和、吸附形成氢键。主要是絮凝带负电荷的胶体，具有除浊、脱色、吸附、粘合等功能， 适用于染色、造纸、食品、建筑、冶金、选矿、煤粉、油田、水产加工与发酵等行业有机胶体含量较高的废水处理，特别适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。

产品形态
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阳离子聚丙烯酰胺按照形态的不同可以分为固体颗料及乳液两种形态，目前市场上应用最广泛的是固体颗粒状，而阳离子聚丙烯酰胺乳液作为一种新形态产品市场应用较少。
2技术指标
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※英文名称:cationicpolyacrylamides
阳离子聚丙烯酰胺干粉
阳离子聚丙烯酰胺干粉
※外观：白色颗粒
※固含量：≥88%
※分子量：800-1200万
※水不溶物：≤2%
※残余单位：≤0.1%
※阳离子浓度：10-70 %
※溶解时间：≤60分钟
3特点
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1、 水溶性好，在冷水中也能完全溶解。
阳离子聚丙烯酰胺
阳离子聚丙烯酰胺
2、 添加少量阳离子聚丙烯酰胺产品，即可受到极大的絮凝效果。一般只需添加0.01~10ppm（0.01~10g/m3），即可充分发挥作用。
3、 同时使用阳离子聚丙烯酰胺产品和无机絮凝剂（聚合硫酸铁，聚合氯化铝，铁盐等），可显示出更大的效果。
4解度
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所谓聚丙烯酰胺的水解程度是指聚丙烯酰胺溶液中的弱离子与水结合，形成弱碱性或者弱酸性的能力，或者是聚丙烯酰胺水溶液中形成弱酸的强弱和形成弱碱的能力强弱。对于强酸和强碱，电离度越大对应的酸碱性就越强，而它们的水解程度就越弱。对于一些易溶性的聚丙烯酰胺类来说，电离度越大对应的电离出的离子越多，而它们的水解程度就越弱。一般，电离度大的，它们的水解程度就越弱，相反，电离度小的，水解程度就越大。
5功能
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由于阳离子聚丙烯酰胺具有以下作用：
阳离子聚丙烯酰胺
阳离子聚丙烯酰胺
1、 澄清净化作用；
2、 沉降促进作用；
3、 过滤促进作用；
4、 增稠作用及其它作用。
因此能够充分满足在废液处理、污泥浓缩脱水、选矿、洗煤、造纸等方面的要求。
6产品性能
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1、PAM具有独特的脱色能力，主要应用于染料厂高色度废水的脱色处理，适用的染料品种为活性、酸性和分散染料。
2、也可以用于纺织、印染、油墨等工业废水的处理。
3、本产品对废水的脱色率可达95%以上，COD的去除率在40-70%之间。
7使用指南
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1)聚丙烯酰胺是有机高分子化合物，可分为阴离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺，为白色粉末或颗粒，可溶于水，但溶解速度很慢；
2)阴离子聚丙烯酰胺一般用于废水处理絮凝剂，阳离子型一般用于污泥脱水；
3)作为絮凝剂时用药量一般为1-2ppm，即每处理1吨废水用药量约为1-2g；
4)使用时阴离子型一般配制成0.1%左右的水溶液，阳离子型可配制成0.1%-0.5%；
5)配制溶液时应先在溶解槽中加水，然后开启搅拌机，再将PAM沿着漩涡缓慢加入，PAM不能一次性快速投入，否则的话PAM会结块形成“鱼眼”而不能溶解；
6)加完PAM后一般应继续搅拌30min以上，以确保其充分溶解；
7)溶解后的PAM应尽快使用，阴离子型一般不要超过36h，阳离子型溶解后很容易水解，应24h内使用。
8溶解性
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作为高分子聚合物的阳离子聚丙烯酰胺溶解速率的影响因素主要涉及以下两个要素：
1、分子的扩散
物质的溶解过程是溶质分子和溶剂分子相互渗透和扩散过程，因此溶质和溶剂分子的运动能力是影响溶剂时间的重要因素。由于溶质分子在尺寸上远大于溶剂分子，因此两者的扩散速率相差十分悬殊。在溶解的初期实际上只有水分子向聚丙烯酰酰胺的单方面扩散，聚丙烯酰胺分子不可能向水的方向扩散，所以先溶胀是溶解的必经阶段。
2、氢键和缠结
在聚丙烯酰胺的分子链内和分子链间，酰胺侧基间能形成氢键。氢键是最强的分子间作用力，高分子量的聚

丙烯酰胺分子链上存在大量的氢键；同时，高分子量的聚丙烯酰胺的分子链很长，长的分子链必然要卷曲，它们聚集在一起也必然缠结在一起。因此，要是聚丙烯酰胺快速溶解需要依靠溶剂水分子的快速渗入和攻击，净氢键解离和分子链解缠结。
　　而聚丙烯酰胺的溶解速率与其分子量、离子度、分子的几何结构、溶解温度、搅拌和投料方式有关。
　　溶解速率随分子量的增大和化学交联程度的增加而变慢，整体交联将使聚丙烯酰胺先溶账不溶解。在粉末产吕的制造过程中，高的干燥温度和长的干燥时间会使产品部分支化或轻度交联，而延长溶解时间甚至出现部分不溶物。有些生产厂家由于生产工艺掌握的不成熟，会出现溶解速度极慢，溶解一定时间后不溶物多的情况。
溶解温度和搅拌速率的提高有利于分子扩散，而溶解速率。但较高的溶解温度（50摄氏度以上）和强烈的搅拌速率会使聚丙烯酰胺降解，性能变差。这对粉末型的产品尤为突出。
9技术流程
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沉淀是发生化学反应时生成了不溶于反应物所在溶液的物质。从字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的悬浮物质，可以这是一种物理过程，简便易行，效果良好，是污水处理的重要技术之一。
根据悬浮物质的性质、浓度及絮聚丙烯酰胺凝性能，沉淀可以分为：自然沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀。域沉淀的悬浮颗泣浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中均有区域沉淀发生。
废水中悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚的性能，在沉淀过程中，固体颗粒不改变形状，也不互相粘合，各自独立地完成沉淀过程。（沉砂池和初沉池的初期沉淀）压缩沉淀发生在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中，由于悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间已挤集成团块结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中的聚丙烯酰胺浓缩过程以及在浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。自由沉淀发生在水中悬浮固体浓度不高，沉淀过程悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒的沉淀轨迹呈直线。整个沉淀过程中，颗粒的物理性质，如形状，大小及比重等不发生变化。这种颗粒在沉砂池中的沉淀是自由沉淀。
絮凝沉淀是颗粒物在水中作絮凝沉淀的过程。在水中投加混凝剂后，其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加。悬浮物的去除率不但取决于沉淀速度，而且与沉淀深度有关。地面水中投加混凝剂后形成的矾花，生活污水中的有机悬浮物，活性污泥在沉淀过程中都会出现絮凝沉淀的现象。
10药剂加药
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药剂的投加方式
药剂的投加采用重力投加和压力投加，无论哪种投加方式，由溶解池到溶液池，到药液投加点，均应设置药液提升设备，常用的药液提升设备是计量泵和水射器。
1.重力投加
利用重力将药剂投加在水泵吸水管内或者吸水井的吸水喇叭口处，利用水泵叶轮混合。
2.压力投加
利用水泵或者水射器将药剂投加到原水管中，适用于将药剂投加到压力水管中，或者需要投加到标高较高、距离较远的净水构筑物内。
3.水泵投加
水泵投加是在溶液池中提升药液到压力管中，有直接采用计量泵和采用耐酸从而起增强作用。
在使用之前一般都需配制成0.1 %～0.5%的稀释溶液备用，配制好的溶液最好不要存放太长时间才用，这个浓度范围的溶液在使用之前还需要近一步稀释成0.01～0.05的溶液，原因就是可以更有肋于絮凝剂在悬浮体系中的分散，可以降低用量，而且可以取得更好的絮凝效果！
11加药计算
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很多污水处理厂用阳离子聚丙烯酰胺作为污泥脱水药剂。在污水处理的后期阶段污泥脱水工艺中，污泥脱水剂投加量根据污泥类型不同也有区别。
要相对准确的知道污泥脱水剂投加量的问题，首先了解这些参量，污泥的含水率，泥饼含水率，进泥量，进药量，配药浓度等
污泥含水率：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。
泥饼含水率：被脱污泥即泥饼的所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为泥饼含水率。
还要通过以下几个公式进行运算
1、加药量mg/L=加药质量/处理水量/配药浓度
2、处理水量投加药量=处理水量m3/h*加药量g/m3
3、干泥量=处理水量*【（1-污泥含水率）/（1-泥饼含水率）】
4、每吨干泥的药剂消耗g/m3=加药量/干泥量
以上计算所得结果误差可能比较大，仅做污水运行时参考。实际耗药量要进行实际上机运营试验。
污水处理

阳离子聚丙烯酰胺在污水处理中的应用介绍
1．有机废水中常使用粉状阳离子聚丙烯酰胺：通常是让污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀。根据对絮凝装置中阳离子型酸性或碱性介质中，依靠阳电性呈现对污水快速澄清是极为有效的。除了粉状聚丙烯酰胺以外，聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺成型物也正在有机废水处理中得到日益广泛的应用。处理过的污水如右图。
2．酒精厂废水，啤酒厂废水，味精厂废水，制糖厂废水，肉制品厂废水，饮料厂废水，纺织印染厂以及各种污水厂的工程处理的废水中，含有各种有机溶剂、无机及有机硫化物、烃类、氯气、油、汞及其他对环境有害的成分，可以用聚丙烯酰胺进行絮凝以后再排放。还可用作油田开发过程的泥浆处理剂，选择性堵水剂，注水增稠剂，纺织印染过程的柔软剂，静电防止剂及通用的杀菌、消毒剂等。
3．用于给水净化，水/油体系破乳，含油废水处理，废水再资源化及污泥脱水等方面；聚丙烯酰胺能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量聚丙烯酰胺就能降阻50-80%。
12用途
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1)用于污泥脱水根据污泥性质可选用本产品的相应型号，可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水，脱水时，产生絮团大，不粘滤布，压滤时不散，流泥饼较厚，脱水效率高，泥饼含水率在80%以下。
2)用于生活污水和有机废水的处理，本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性，这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀，澄清很有效。如生产粮食酒精废水，造纸废水，城市污水处理厂的废水，啤酒废水，味精厂废水，制糖废水，有机含量高 废水、饲料废水，纺织印染废水等，用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带阴电荷。
3)用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂，用量少，效果好，成本低，特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好，它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。
4)造纸用增强剂及其它助剂。提高填料、颜料等存留率、纸张的强度。
5)用于油田经学助剂，如粘土防膨剂，油田酸化用稠化剂。
6)用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。
13使用流程
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聚丙烯酰胺的使用要遵循如下原则：
1、颗粒状聚丙烯酰胺絮凝剂不能直接投加到污水中。使用前必须先将它溶解于水，用其水溶液去处理污水。
2、溶解颗粒状聚合物的水应该是干净（如自来水），不能是污水。常温的水即可，一般不需要加温。水温低于5℃是溶解很慢。水温提高溶解速度加快，但40℃以上会使聚合物加快降解，影响使用效果。一般自来水都适合于配制聚合物溶液。强酸、强碱、高含盐的水不适于用来配制。
3、聚丙烯酰胺严谨与铁接触，铁离子会降解聚丙烯酰胺的分子链。
4、聚合物溶液浓度的选择，建议为0.1%—0.3%，即1升水中加1g—3g聚合物粉剂。
PAM浓度选择要考虑如下因素：
配制罐小而每天用药量大，建议配的稍浓一些（如0.3%）。
聚合物分子量很高时，建议配的稍稀一些（如0.1%）。
聚合物溶液投到污水中，如因设备原因分散状况不太好时，建议配的稍稀一些。
总之，聚合物浓度过大，会造成搅拌器马达负荷过大，也会造成进入污水后分散状况不好，影响使用效果。配得稀一些有助于提高使用效果。
4、配成的溶液不要用离心泵转移，以免高速旋转的叶片造成聚合物的剪切降解。配制的具体方法如下：
在溶器（如实验室的烧杯，工厂的配制罐）中加入一定量的清水，按清水量及浓度计算所需的粉状聚合物量，称出聚合物。
14生产步骤
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(1)按聚合配方称取丙烯酰胺水溶液、季铵盐单体、去离子水至混合容器中。
阳离子聚丙烯酰胺生产工艺流程图
阳离子聚丙烯酰胺生产工艺流程图
(2)搅拌15：min，以少量的浓HCl溶液调pH至预定值。
(3)调温度至预定值后，将溶液转入已加有一定量偶氮引发剂的保温容器内的聚合袋 中，装上温度记录仪。吹氮气30min，除氧。 (引发剂与用量 V65：1000mge/L； PA一5：20mff/L： Per：40mg/L： CuS04：0．25mff/L； EDTA：0．73mg/L： NaFS：40rag/L。 )
(4)按要求加入一定量的氧化剂、还原剂及其他助剂。停止吹氮气、封口。
(5)反应4h，取出聚合胶块，室温冷却。 （聚合反应条件 反应温度：20%； 反应pH值：7。 ）
(6)将胶块剪成块后用料理机造粒。
(7)放人60℃烘箱中干燥12h。
(8)研磨，过筛，装袋。
(9)分析固含量、相对分子质量等指标。
阳离子型聚丙烯酰胺生产工艺流程见图3—19。
15注意事项
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阳离子聚丙烯酰胺使用注意事项：　1、絮团的大小：絮团太小会影响排水的速度，絮团太大会使絮团约束较多水而降低泥饼干度。经过选择聚丙烯酰胺的分子量能够调整絮团的大小。
2、污泥特性。第一点理解污泥的来源，特性以及成分，所占比重。依据性质的不同，污泥可分为有机和无机污泥两种。阳离子聚丙烯酰胺用于处置有机污泥，相对的阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂用于无机污泥，碱性很强时用阳离子聚丙烯酰胺，而酸性很强时不宜用阴离子聚丙烯酰胺，固含量高时污泥通常聚丙烯酰胺的用量也大。
3、絮团强度：絮团在剪切作用下应坚持稳定而不破碎。进步聚丙烯酰胺分子量或者选择适宜的分子构造有助于进步絮团稳定性。
4、聚丙烯酰胺的离子度：针对脱水的污泥，可用不同离子度的絮凝剂经过先做小试停止挑选，选出最佳适宜的聚丙烯酰胺，这样即能够获得最佳絮凝剂效果，又可使加药量最少，节约本钱。 　5、聚丙烯酰胺的溶解：溶解良好才干发充沛发挥絮凝作用。有时需求加快溶解速度，这时可思索进步聚丙烯酰胺溶液的浓度。
16常用领域
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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，能极大的提高成纸质量，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; 在绝缘板中, 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。
8.絮凝剂聚丙烯酰胺的溶解方法以及存放条件
聚丙烯酰胺为水溶性高分子聚合物，一般情况下颗粒状的聚丙烯酰胺在干燥、阴凉的地方可以存放两年以上，配成溶液后，其存放时间就很有限。一般说，溶液浓度为0.1%时，非、阴离子型聚合物溶液不超过一周；阳离子型聚合物溶液不超过一天。溶液稳定性与浓度有关，配得越浓（如3%—5%）的溶液存放时间越长。但3%—5%的溶液不能直接去处理污水，使用前还要稀释。阳离子型溶液在PH小于5时稳定，PH大于6时会因水解而迅速失效。它对铁离子和钙、镁离子比阴离子聚合物敏感。
浓度选择要考虑如下因素：
a.配制罐小而每天用药量大，建议配的稍浓一些（如0.3%）。
b.聚合物分子量很高时，建议配的稍稀一些（如0.1%）。
不同季节的时间计算：
1.在夏季水温较高时，阴、阳离子型聚合物需搅拌1小时左右，非离子型聚合物需搅拌2小时左右；
2.在冬季水温较低时，阴、阳离子型聚合物需搅拌1.5小时左右，非离子型聚合物需搅拌3小时左右；
3.还有配制浓度越高，聚合物溶解速度越快。溶解不均匀或不充分会影响使用效果。
铁离子是造成所有聚丙烯酰胺化学降解的催化剂，所以说在配制、转移、储存聚丙烯酰胺溶液时，要尽量避免铁离子进入。与溶液接触的设备最好用不绣钢、塑料、玻璃钢或表面涂漆的碳钢制造
17选型应用
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只要有污水的地方，都有污泥的产生，所以说污泥是污水处理的必然产物，不同的污水产生不同的污泥，污泥按其成分不同一般分有机污泥和无机污泥。
为了改善污泥的脱水性能，调理污泥的过程要用到污泥脱水剂，
选择污泥脱水剂的原则是一般来说处理有机污泥用阳离子聚丙烯酰胺，处理无机污泥的时候通常用阴离子聚丙烯酰胺。碱性很强的污泥一般不适合选择阳离子聚丙烯酰胺。酸性很强一般不适合选择阴离子聚丙烯酰胺产品。
在处理各种工业污泥或者是生活污污泥的过程要根据污泥的特性不同选择不同类型的污泥脱水药剂，对聚丙烯酰胺的各种性能的理解要有足够全面， 更精准的把握其污泥属性，才能优选出最佳的污泥调理剂产品，固体含量越高的时候，一般污泥脱水剂的耗药量相对要更大，
在行业应用方面，苏州昊诺对污泥脱水剂的理解更精准，不同行业的污泥针对不同的聚丙烯酰胺产品。
随着聚丙烯酰胺产品的多样化发展，品种规格型号越来越多，有的时候聚丙烯酰胺选型问题确实很头疼。面对琳琅满目的聚丙烯酰胺产品型号，确实不知道如何下手；
经过接近7年的研究，以及大量的实验，对比各国际品牌厂商，譬如日本三菱化学、日本三井化学、日本住友化学，日本东亚合成聚丙烯酰胺，法国爱森絮凝剂，德国天使聚丙烯酰胺以及美国意大利韩国等聚丙烯酰胺产品规格的比较发现，其中有很多共性的问题；
每个品牌厂商都有其优势的产品，各行业污泥的复杂性加速的各品牌厂商对聚丙烯酰胺产品型号的细化，
不管是离心机还是带式机、甚至是一体机都有其针对性的产品与其污泥的属性相匹配。
18制备方法
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工业上AM及其衍生物的单体都是通过自由基聚合反应制备均聚物和共聚物，而AM的自由基聚合又可采用溶液聚合法、反相乳液聚合法、悬浮聚合法和 固杰聚合法，以获得各种类型的产pT耐产品的共同要求是分子量可控、水易 溶及残余单体少，使产品质量均一、稳定、便于使用和降低生产成本是当今PAM生产技术发展的方向。
　　
　　均相水溶液聚合是PAM生产历史最久的方法，由于操作简单容易，聚合物产率高以及对环境污染少，现仍占很大比重。同时对均相水溶液聚合的研究也 在不断深入，诸如引发剂系统、介质PH、添加剂、溶剂和温度等对聚合反应特 性和产物性能的影响等。 AM水溶液在适当的温度下，几乎可使用所有的自由基聚合的引发方式进行 聚合，聚合过程也遵循一般自由聚合机理的规律。工业上最常用的是引发剂 的热分解引发和氧化还原引发，随引发剂种类的不同，聚合产物结构和分子量有明显差异。 AM聚合反应放热量大，约82.8kJ/mol (1170kJ/kg)，而PAM水溶液的粘度 又很大，所以散热较困难。工业生产中根据产品性能和剂型要求，可采用低浓 度((8-12%)，中浓度(20^-30%)或高浓度(>40%)聚合。低浓度聚合主要用于制备 水溶液产品、中浓度或高浓度聚合用于生产粉状产品。[1]