聚丙稀酰胺（Polyacrylamide，PAM)是一类重要 的水溶性高分子聚合物，是由丙烯酰胺(AM)均聚或 与其他单体共聚而成、质量分数在50%以上的线性 水溶性高分子化学产品的总称。PAM产品主要有三 大剂型：水溶液胶体、粉状和乳液；按离子特性又可 分为非离子型(NPAM)、阳离子型(CPAM)、阴离子型 (APAM)及两性型，这些聚合物可以是均聚物，也可 以是共聚物。

源于分子结构上的特性，PAM具有特殊的物理 化学性质，由于结构单元中含有酰胺基，易形成氢 键，具有良好的水溶性和很高的化学活性，易通过接 枝或交联得到支链或网状结构的多种改性物，广泛 应用于石油开采、污水处理、造纸、矿产、医药、农业 和纺织等行业。

1 PAM聚合技术进展

PAM最早是在1893年由Moureu等用丙烯酰氯 与氨在低温下首次制得的，1954年美国率先实现工 业化生产；我国则从20世纪60年代初开始PAM的 工业生产，1962年上海天原化工厂建成我国第1套 聚丙烯酰胺生产装置，生产水溶胶产品。PAM及其衍 生物都是通过丙烯酰胺的自由基聚合制成的均聚物 或共聚物。聚合方法按单体在介质中的分散状态分 类主要有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚 合，按单体和聚合物的溶解状态分类可分为均相聚 合和非均相聚合。具体生产方法主要有:水溶液聚合 法、反相乳液聚合、反相微乳液聚合、悬浮聚合、沉淀 聚合、辐射聚合法和泡沫聚合法等。AM的聚合反应 可表示为：

n(CH)2=CH—C0NH3 (ln) ►-(CH2—CH>-n

C0NH2

收稿日期:201N01-17(修回）

对产品的共同要求是相对分子质量可控，易溶于 水及残存单体少，产品质量稳定均一、便于使用和降低 成本。这些也是当今聚丙稀醜胺生产技术发展的方向。 1.1水溶液聚合法

水溶液聚合法，相对于反相乳液聚合法、反相悬 浮聚合法、分散聚合法及胶束聚合法等而言，聚合技 术简单，且在大量使用过程中不易引入杂质。这是一 种聚合方法成本低廉、操作方便、从实验室到工业化 过程简单、安全环保的方法，已经较为成熟，目前在 国内外普遍采用。

水溶液聚合中真正有工业应用价值的是丙烯酰 胺的绝热聚合技术[1]。该法即将AM配成一定浓度的 水溶液，驱除其中的氧以后，加入引发剂及助剂，依靠 AM聚合本身产生的反应热，进行自升温绝热聚合。 欧洲专利EP0677537介绍了用2种或2种以上氧化 剂,1种还原剂，必要时还加入热分解引发剂的复配 引发体系，引发AM绝热聚合，可以获得相对分子质 量i 000万〜2 000万的产品。该方法较一般的氧化- 还原或热分解引发剂得到的产品相对分子质量高，且 具有反应时间短等特点。专利CN1283641A介绍了一 种水溶液聚合法制备超高相对分子质量阴离子聚丙 烯酰胺的方法，包括丙烯酰胺单体的纯化，加碱和引 发剂(过硫酸盐、AIBN和氨水组成），进行绝热均聚， 然后水解、造粒、烘干和粉碎，特征在于所述水解在 微波场作用下进行。可得相对分子质量达2 800万〜 3 600万的聚丙烯酰胺。目前国外优质产品相对分子 质量一般在1 000万〜2 500万，有代表性的厂家有： 法国的SNF公司、瑞士汽巴和日本的三菱公司等[2]。 日本三菱公司的产品MO 4000,其相对分子质量高 达2 000万，已广泛用于我国的三次采油中。

目前安徽天润公司使用的引发体系，属于国内聚 丙烯酰胺研究的第2阶段。在这个阶段中，该领域的 研究人员已经不满足于使用常见的引发剂，而是选 择地将不同引发剂配合起来使用，利用不同引发剂 的活性不同，阶段性地引发丙烯酰胺聚合，这样保证 了在合成过程中引发剂自由基能保持在一个较低的 浓度范围内，减弱了自加速及暴聚现象的发生，所以 能合成较高相对分子质量(2 000万〜2 500万）的产 品[w]，其主要性能已与国外优质产品相当。2003年以 来，随着一些新型复合引发体系的开发成功，国内己 有人能合成相对分子质量2 500万〜3 500万的 HPAM产品，其工业品的主要性能甚至超过了国外同 类产品。如王贵江等建立了一套由过硫酸钾、氨水、 脲、偶氮二(2,2-脒基丙烷)盐酸盐以及功能性单体所 构成的低温复合引发体系，实验室可合成相对分子质 量最高可达3 500万的HPAM样品[«，工业品相对分 子质量也在3 100万以上。李柏林等则开发了一种新 型引发剂，利用包含该引发剂的复合引发体系，合成 了相对分子质量最高达3 300万的HPAM产品⑴。

杨开吉以AM为聚合单体，（NH4)2S2(VNaHS03 体系为引发剂，采用水溶液自由基聚合制备了低分子 质量NPAM，并且正交实验得出了对实验影响由大到 小的因素分别为温度、单体浓度、引发剂的用量和反应 时间，且得到了实验最佳合成条件为温度30 时间 2.5 h、引发剂质量分数为0.1%及单体质量分数15%[«。 李梦耀以AM和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为 单体，以K2S2(VNaHS03体系为引发剂，釆用水溶液 聚合法制备DMDAAC-AM共聚物，并表明温度为70 pH=8、引发剂用量为 4mL 及 m(DMDAAC) :m(AM) =1 : 1时,得到的PAM的相对分子质量最大[9]。赵仕 林等在水溶液中制得DMC和AM的聚合物，考察了 引发剂用量、单体配比、单体总浓度、温度和时间等条 件对特性黏度的影响™。其聚合工艺是将精制过的、 定量的DMC溶液和AM水溶液按合适的比例混合， 调pH至弱碱性，通N2 15 min，然后将适量的K^A/ NaHS03M入混合溶液中，将容器口密封后置于55 ^ 恒温水浴中反应,5 h后停止，即得DMC-AM共聚物。 还有彭晓宏、沈家瑞等在水溶液中制得DMC-AM-AA 三元共聚物(AA为丙烯酸)，转化率达99%〜100%[11]。 高华星等用二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC), AA 和AM进行三元共聚，引发剂用K2S208/NaHS03与 2,2-偶氮-双(2-脒基丙烷)盐酸盐复合体系，比之单 独使用一种引发剂大大降低了单体残余量m。卢红霞 等采用氧化-还原/偶氮类化合物作复合引发剂，着重 考察了反应温度、单体浓度、引发剂浓度和PH等因素 的影响，并在最佳工艺条件下得到共聚产物的特性黏 数达到9.36 dL/g ™。何彦刚等利用等离子体引发 DMC与AM水溶液聚合，得到了最佳的反应压力为 133 Pa,在放电时间40 s、放电功率60 W、反应溶液 pH=4.5、聚合时间24 h及聚合温度40丈的条件下得 到的聚合物的最高特性黏数为9.66 dL/g[14]。丁伟等 利用低温复合引发体系引发丙烯酰氧乙基三甲基氯 化铵与丙烯酸水溶液绝热聚合，可得到溶解性很好、 阳离子度为10%〜70%、相对分子质量为1 000万〜

2 000万的共聚物干粉™。

水溶液聚合的研究己经比较深入,不仅能合成出 超高相对分子质量的NPAM和CPAM,而且对AM与 其他物质共聚制备APAM及两性离子型聚丙烯酰胺 也有深入的研究。如Pierre Lebreton等用含氟的双 偶氮类衍生物作引发剂成功地合成了两段和三段的 聚丙烯酸胺嵌段共聚物，并检测了其性能[17]。又如宋 春雷等采用自由基水溶液聚合法成功制备了丙烯酰 胺(AM)/2-甲基-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)/N-乙 烯基吡咯烷酮(NVP)三元共聚耐温型降滤失剂™，通 过红外(FTIR)光谱和核磁C13谱表征了共聚物的结 构，通过元素分析考察了共聚物组成；同时，热失重 (TGA)表明，AM/AMPS/NVP三元共聚物耐温性优于 AM/AMPS二元共聚物和PAM。通过对三元共聚物的 抗高温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温降滤失性能。

制备两性聚丙烯酰胺多采用水溶液聚合法，但 该法聚合溶液质量分数低（10%左右，基于总质量）， 聚合物的相对分子质量较小;在制成干粉过程中，高 温烘干和剪切作用又容易使高分子链降解和交联， 使粉剂产品的溶解性、絮凝性等性能变差。为解决这 些问题，研究人员在聚合工艺和条件方面做了不少 的工作，如采用高效、低温引发剂，复合引发体系等。 初步研究表明，产品稳定性得到了很大程度的提高。 朱文远等根据抄纸系统封闭循环体系设计了新型两 性聚丙烯酰胺增强剂[19]，此增强剂用甲基丙烯酰氧 乙基三甲基氯化铵-丙烯酰胺-马来酸(DMC/AM/ MA)三元水溶液共聚合成与所得产物相对分子质量 为50万左右。合成条件:单体浓度20%,反应温80 T， 通氮气10 min,引发剂用量为0.075%过硫酸铵、亚硫 酸氢钠和引发剂A的三元引发体系，介质pH为4.5〜 5,保温搅拌反应4 h。

1.2反相乳液聚合法

反相乳液聚合是将单体的水溶液按一定比例加 入到油相中，借助于油包水型乳化剂分散在油介质 中，在引发剂作用下进行乳液聚合，所得产物是稳定 的被水溶胀的聚合物微粒(100〜1 〇〇〇 nm)在油中的 胶体分散体，即W/0型胶乳，经共沸蒸馏脱水后得到 粉状PAM。

反相乳液聚合体系包括:水溶性AM单体、水溶 性阳离子或阴离子功能单体、引发剂、W/0型乳化 剂、水相、连续相和助剂等[20]。Aoy-area、Obata等以异 链烷烃做溶剂，用山梨糖醇酸酐单油酸酯作乳化剂， 用反相乳液聚合法通过三元共聚制得含磺酸基团的 APAM系列絮凝剂[21-2]。由于产品为乳剂型,现场操 作很容易，可直接用于污泥处理。李俊确定了反相乳 液共聚法制备PAM的最佳工艺条件：聚合温度为 40〜50丈，搅拌速度控制在550 r/min,添加尿素质量 分数大于1.5%，PH为9的条件下可以获得特性黏数 大于22 dL/g、溶解时间小于10 min的共聚型聚丙烯 酰胺白色乳液，在焦化废水和洗煤水处理中获得了比

较好的应用效果[23]。

天津大学的卢邵杰等用反相乳液聚合了 S-g-PAM，经水解，制备成相应的阴离子型衍生物，并 研究了它们的耐温性、耐盐性及抗剪切力等性质[24]。 易昌凤等以司盘-80作为乳化剂，偶氮二异丁基脒盐 酸盐(AIBA)作为引发剂，通过反相乳液聚合,合成了 丙烯酰胺/N，N-二甲基N- 丁基-N-甲基丙烯酰氧乙 基溴化铵(DBMA)反相共聚物乳液。研究了 DBMA用 量、乳化剂用量、引发剂用量及反应条件等对反相共 聚物乳液粒子形态及大小的影响[25]。程原等研究制 备聚丙烯酰胺胶乳的方法，以氧化还原体系为引发 剂，司盘-80、OP-4为乳化剂，采用反相乳液聚合工 艺，用溴化法测定单体转化率，用黏度法测定聚合物 的相对分子质量;讨论了反应时间、引发剂用量、油水 比等因素对转化率、相对分子质量和胶乳稳定性的影 响；用2种方法得到了转化率大于98%、相对分子质 量大于300万的稳定胶乳。高庆等以白油为连续 相，司盘、吐温和OP为乳化剂，进行了 AM-DMC的 反相乳液共聚合反应，考察了乳化剂种类及用量、引 发剂种类及用量、油水比、单体质量分数等因素对所 得产物相对分子质量的影响[27]。在国外,HuafangNi 和David Hunkelei•使用偶氮氰戊酸(ACV)作为引发 剂,HB-239、ArIace-183和吐温-85作为稳定剂，对单 体AM和甲基丙烯酰氧乙基二甲胺(DMA)的反相乳 液聚合进行了一系列研究™。

反相乳液聚合中，乳液或胶乳的稳定性对聚合 及产品是十分重要的指标，也是该方法的难点。解决 此问题的关键是选择适当的乳化剂，因为乳化剂在 乳胶粒的最外层构成吸附膜，通过吸附膜的阻隔作 用或空间位障作用来防止粒子黏并，以实现乳液稳 定。AM反相乳液聚合常选用HLB=4〜6的乳化剂， 常用的乳化剂为非离子型表面活性剂，如有机低分 子物质或有机高分子物质，后者稳定效果最好，其中 又以梳型高分子乳化剂的乳化效果最好，油介质可 用脂肪烃或烃。Hernandez以12-羟基硬脂酸-聚氧 乙烯醚三段聚合物为乳化剂，异构烷烃为连续相进 行AM反相乳液聚合，乳液的性质好于使用一般普 通乳化剂的聚合乳液[29]。

反相乳液聚合生产的PAM胶乳与水溶液聚合法 生产的水溶胶产品和干粉产品相比较，胶乳的溶解速 度快，相对分子质量高且分布窄，残余单体少;聚合反 应过程黏度小，聚合速率大，易散热也易控制，适宜大 规模生产。但该法需大量有机溶剂，生产成本稍高， 技术较复杂。

1.3反相微乳液聚合

反相乳液聚合虽然有其优点，但仍存在产物的平 均相对分子质量较低、乳胶的粒径分布宽且容易凝聚 等不足，于是人们从常规反相乳液聚合转向了反相微 乳液聚合。

反相微乳液聚合是借助于W/0乳化剂的作用， 将水溶性单体乳化于非水介质中进行聚合并得到微 胶乳的聚合反应。由法国科学家Candanu首先提出， 它的发展起始于20世纪80年代。在反相微乳液体系 中合成的高相对分子质量聚合物微胶乳，不仅含量 高、溶解快、粒径小且均一，而且体系高度稳定[3M1]。 美国的RYAN、日本的HISAO等先后申请了合成两 性反相微乳液的专利，所合成的乳液用做絮凝剂，有 固含量高、本体黏度低、易于贮存和分子内交联少等 优点[3W3]。更由于反相微乳液的光学透明性，为采用 光引发提供了可能。Corpart等以Arlace-83和吐 温-80为复合乳化剂体系，通过反相微乳液聚合制备 得到高电荷密度两性MADQUAT-AMPS共聚物，反 应以AIBN作光敏剂，20弋下进行,无引发剂残存，产 物纯净％35]。

蒋水华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铵-N-亚甲基双丙烯酰胺三元 共聚物微粒，并进行了聚合物的絮凝性能实验，对合 成的微粒进行了结构表征和分析。徐生以二甲基 二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和AM为单体，司盘-80 和吐温-60为复合乳化剂，液体石蜡为连续相，采用 反相微乳液聚合工艺，在氧化还原引发体系下，制备 了 AM-DMDAAC阳离子型共聚物[37]。

1.4悬浮聚合法

反相悬浮聚合法制备PAM微球是目前应用广 泛、技术相对成熟的一种方法。其通常采用强烈的 搅拌将单体或单体混合物分散在介质中（有机溶剂）， 成为细小的微粒再进行聚合。聚合体主要由单体、引 发剂、有机溶剂和分散稳定剂等4部分组成。采用悬 浮法制备AM聚合物与反相乳液聚合有许多相似 之处[38]，AM水溶液在分散稳定剂（司盘-60、无机氨 化物、C 12〜C 18脂肪酸钠和醋酸纤维素等)存在下， 可分散在惰性有机介质中（汽油、二甲苯和四氯乙稀 等)进行悬浮聚合。聚合完毕，经共沸脱水、分离和干 燥得到微粒状产品。由悬浮聚合得到的产品，固体质 量分数>90%，聚合率>95%,单体残留量<0.5%，产品 粒径一般在10〜500 |xm，产品有良好的水溶性。

1965年Momingstar-Paisley公司以专利的形式 公开了利用反相悬浮聚合法制备PAM微球的工 艺[39]。1982年，Marineseu等首次报道了 AM的反相 悬浮聚合与溶液聚合的对比研究结果，并分析了多 种因素对产物相对分子质量的影响，描述了反应各阶 段的聚合物特征[40]。Sohn等用反相悬浮聚合法合成 了平均直径在30〜50 pm的KAa-co-AM共聚物吸水 微球，研究了动态和静态溶胀行为[41]。结果表明，交 联度、微球粒径、盐水浓度以及共聚单体的组成对微 球的溶胀速度均有影响，微球的吸水量随着微球粒径 和交联度的减小而增加。Mudiyanselage等用过硫酸 钾为引发剂,NMBA为交联剂，司盘-60为分散剂，环 己胺为油相，双（甲基丙烯酰胺基)偶氮苯为疏水表面 交联剂，制备了超级吸水聚合物(SAPS),发现这种吸 水微球具有非常好的吸水性和吸水速率，并且具有 比较好的抗盐性能[«。Li等则利用壳聚糖的酰胺基 和绿坡缕石的羟基与AM进行接枝共聚，改善了聚合 物的热稳定性，提高了溶胀速率并且赋予其PH敏感 性[43]。反相悬浮聚合法制备医用PAM微球的用途也 不断被拓展,Lu等用AM和NMBA作为基质组分， Fe304为磁性组分，牛血清蛋白和溶解酵素为模板， 合成了蛋白质印迹软凝胶复合微球(MS-PIGMs)[44]， 可以用作药物载体和细胞修复材料。环境扫描电子 显微镜和扫描电子显微镜观察显示，微球的形状基 本呈圆形，在湿态下微球表面分布着规则的孔隙，干 燥条件下孔隙则能自动关闭。另外，分散剂的种类和 加入量、搅拌速度、引发剂的加入量和加入方式、磁 性组分的含量以及单体浓度均对微球的表面形态有 显著影响。

国内，李小伏将AM悬浮聚合分为3个阶段，第 1个阶段形成W/0或双连续相，体系的电导接近油 相的电导;第2个阶段发生相反转，体系电导突增，接 近水相电导，水相成为连续相，且黏度明显增加;第3 个阶段为悬浮聚合[4y。聚合工艺关键在于分散相粒 子尺寸的控制，决定粒子尺寸的因素主要是搅拌和分 散稳定剂等，悬浮聚合可采用热引发或氧化还原体系 引发。如在聚合过程中添加无机盐(如NaCl、Na2C03) 可调节体系的表面张力增加悬浮稳定性而对聚合过 程影响不大，但加入少量一元、二元或多元竣酸盐，则 通常可使产物相对分子质量增加，聚合速率下降，工 业上可用悬浮聚合法生产粉状产品。毕淑娴以AM为 单体、N，N，-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵 为引发剂、环己烷为分散介质、司盘-80+为分散稳定 剂，采用悬浮聚合后期滴加单体和共沸脱水法合成 了平均粒径大约为110 |xm的PAM吸水微球[46]。

反相悬浮聚合法制备的微球粒径一般在0.1〜 1 000 pm范围内，分散性较差,但由于其工艺简单， 聚合热易去除，操作控制方便，聚合物易于分离、洗 涤、干燥，产品也较纯净、均匀、稳定，且可直接用于加 工成形，容易实现工业化。该法制备的微球耐酸碱性 和耐溶剂性能较好，同时具有较好的抗压性和吸附 性，多用于制备硬质的PAM微球;其不足之处是粒径 分布较宽，分散剂的选择、搅拌速度的控制是微球粒 径大小的决定因素;另外，大量的有机溶剂被使用，生 产操作不太安全，有机溶剂的回收作业是悬浮聚合中 的一个难题，而且聚合成本高，所以悬浮聚合在国内 也没有被广泛采用。

1.5沉淀聚合法

在AM水溶液中加入有机溶剂，AM可进行沉淀 聚合;在该聚合反应过程中,PAM—旦生成就沉淀析 出，使反应体系出现两相，故叫沉淀聚合。沉淀聚合 得到的聚合物相对分子质量较低，因为在聚合过程 中使用的有机溶剂，对AM的聚合是很活泼的链转移 剂^此外，当聚合物的分子链增长到一定长度后便沉 淀出来，因而限制了分子链的进一步增长;但沉淀聚 合生产的PAM相对分子质量分布窄，残余单体少，沉 淀聚合体系黏度小，聚合热易散发，聚合物分离和干 燥都比较容易[47]。

AM进行沉淀聚合时，溶剂的选择对于聚合机理 和产物形态有比较大的影响。Guha等在研究中发现， 以正丁醇(TBA)/水作混合溶剂时，当TBA的体积分 数在82%〜95%之间时，得到的PAM在水中只能部 分溶解，而用甲醇/水或丙酮/水作溶剂时，得到的产 物却是完全水溶性的[48]。这种现象的产生是因为当 用正丁醇/水做溶剂时，先生成的那部分PAM并没有 沉淀，而是充分溶胀于溶剂中，后来的聚合反应相当 于在溶胀的聚合物粒子中进行的固相聚合，这样的聚 合过程很容易产生分子链的交联，所以生成的产物溶 解性较差。在随后的研究中，他们用电子自旋共振光 谱(ESR)和差热分析仪(DSC)测试得到的数据证明 了 AM在上述混合溶剂的聚合反应中，存在着自由基 的捕获和衰减现象[49]，被捕获的自由基衰减呈二级 反应。

沉淀聚合同样可用来合成功能化的PAM微球。 杨超等引用环境友好的柠檬酸钾水溶液为反应介 质，使单体AM和DMC溶于一定浓度的柠檬酸钾溶 液中[50]，根据溶解度参数原理，生成的阳离子共聚物 在柠檬酸钾溶液中的溶解量远小于单体的溶解量，生 成的产物不需借助沉淀剂即可从溶液中沉淀分离。 He等则用质量分数为20%〜50%的K2C03水溶液作 溶剂,利用等离子体引发沉淀聚合，得到了高黏度的 阳离子PAM微球™。Jin等用乙腈做溶剂，制备了 AM 和二乙烯基苯(DVB)的共聚交联微球®。研究结果 表明,DVB的体积分数低于10%时，不能全部生成交 联微球；当其体积分数在20%〜75%之间时，随着 DVB含量增加，生成的微球粒径变大,表面的光滑程 度和规整性也随之提高。Bai等通过二级沉淀反应， 制备出以DVB为核，不同功能单体为壳的核-壳结 构的单分散微米级微球[53],以AM为共聚单体得到 的微球粒径为4.81 (xm,分散系数为1.006。核、壳结 构的形成是由于第1阶段沉淀聚合后，核残留的部 分双键在第2阶段聚合时再捕获功能单体的低聚物 形成了壳层。

分散聚合是一种特殊类型的沉淀聚合。它是由 英国ICI公司的研究者们于20世纪70年代最先开 发出来的[54]。其单体、稳定剂和引发剂都溶解在介质 中，反应开始前为均相体系，但生成的聚合物不溶在 介质中，聚合物链到达临界链长后，便从介质中沉淀 出来。与沉淀聚合不同的是沉淀出来的聚合物链不 是形成粉末状或块状的聚合物，而是聚集成小颗粒， 它们借助于分散剂稳定地悬浮在介质中，形成类似 于聚合物乳液的稳定分散体系。韩磊采用甲醇-水为 分散介质，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂，过硫酸 钾(KPS)为引发剂，用分散聚合的方法制备了 PAM 乳液[55]。Cho M S研究了在硫酸铵水溶液中AM的分 散聚合，使用聚丙烯酰乙氧基三甲基氯化按作稳定剂， 2,2-偶氮二(2甲基-3-戊酮脒)二氢氯化物作引发剂， 制得了粒径为2〜4 (jLm的均匀稳定的聚合物[56]，聚 合物的相对分子质量随稳定剂和引发剂的质量浓度 增加而减小，而盐的质量浓度对聚合物的相对分子 质量、粒径的影响都不大。

利用沉淀聚合法制备PAM微球还存在尚待解决 的难题，即采用有机极性溶剂体系时需要考虑溶剂链 转移的影响以及环境保护、溶剂回收等问题;采用无 机盐/水体系时，产物在盐溶液中的溶解性能以及盐 的残留问题。

1.6辐射聚合法

辐射聚合法属于本体聚合的一种，是指聚合体系 只有单体和引发剂，而不加其他溶剂或稀释剂的聚合 反应方法。AM水溶液在辐射作用下进行聚合，在质 量分数为30%的丙烯酰胺水溶液中，加入乙二胺四 乙酸二钠等添加剂，脱除氧气后用源的7射线 辐射进行引发聚合，再经造粒、干燥、粉碎即得PAM。 辐射聚合的优点是消耗能量低，反应易控制，生产工 艺简单，产品纯度高，缺点是难以获得高线型分子和 高聚合率的产品，设备投资大，产品相对分子质量分 布很宽，以^Co源的7射线引发的AM水溶液辐射 聚合己实现工业化，但规模很小，此法所得产品适用 于沙漠改造[57]。

1.7泡沫聚合法

泡沫聚合法是利用气体将聚合体系分隔成无数 细小的泡沫，使聚合体系组分转化为泡沫液膜和连接 多个液膜的“多面边界液胞”，反应单体在形成的特殊 分散相中进行聚合的方法[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处理工艺的难度， 产生泡沫的方式主要是通过碳酸氢盐或碳酸盐的热 分解或与酸反应放出C02,使产物具有多孔结构，加 快产物吸水速率，避免了将产物磨成细粉以达到提高 吸水率和吸水量的目的。但是该法不容易控制，会使 产物交联而失去性能。陶征红采用泡沫聚合法用丙烯 酰氧基乙基三甲基氯化铵、AM、丙烯酸钠和丙烯酸 制备了相对分子质量小且溶解性好的两性PAM[W]。 实验结果表明，升高初始体系温度和增加NaHC03用 量均可提高产物特性黏数和单体总转化率；增加引 发剂(NH)2S208用量，单体总转化率增加，但产物特 性黏数降低;分散剂聚氧化乙烯-氧化丙烯用量对反 应结果的影响不大；随AM用量的增加，产物特性黏 数和单体总转化率均先增加后降低。

1.8其他聚合方法

除了以上传统的聚合方法制备PAM微球外，近 年正在不断涌现新方法来制备高质量、多功能的 PAM产品。AM、丙烯酸钠常和淀粉介质共聚来制备 高吸水树脂，或与其他大分子单体共聚从而将AM/ AA接枝在某类膜上，如尼龙膜、聚醚氨酯膜等，用于 特殊场合。尚振平合成了端丙烯酸胺基氨基丙 酸)大分子单体，并在水溶液中用硫酸亚铁与异丙苯 过氧化氢组成的氧化-还原引发体系来引发AM、丙 烯酸钠与聚(0-氨基丙酸）大分子单体的共聚合反 应，合成了聚(丙烯酰胺-C〇-丙烯酸钠)-g-聚(/?-氨 基丙酸）的接枝共聚物，得到了耐盐性较好的阴离子 型PAM共聚物驱油剂[60]。李明远等用部分水解PAM 和交联剂柠檬酸铝产生分子内交联，形成了无固定形 状、具有一定流动性的胶态分散凝胶™。这种方法的 特点是采用低浓度的聚合物和交联剂，形成的凝胶黏 度低，能够进入油田地层深部进行调剖，达到提高采 收率的目的。聚丙烯酰胺生产技术现状及发展，该凝胶颗粒直径在200〜600 mn,胶态 颗粒一旦形成，其粒径不再改变，不存在颗粒逐渐长 大的过程;凝胶化温度的高低对其生成速度和粒径大 小的影响不大。

Chauveteau等利用物理交联的方法制备了尺寸 可控的微凝胶，通过光散射和流变学方法研究了微凝 胶尺寸和结构特征[62#。结果表明，PAM/乳酸锆交联 体系在剪切力的作用下形成微凝胶的过程可分为4 个阶段:诱导期(黏度低、凝胶尺寸小且相互孤立），预 交联期(黏度显著增加、凝胶尺寸增加且开始粘结在 一起）,尺寸受限期(黏度达到最大值、凝胶破裂），稳 定期(黏度稍微减小到恒定值、在凝胶内部PAM分子 内和分子间的交联达到平衡)。交联剂的种类、体系 浓度、剪切力是控制微凝胶尺寸的决定因素，通过这 种方法得到的PAM微凝胶尺寸单一，有一定的机械 强度，适合油田中的深部堵水调剖。Yin等以丁基丙 烯酸酯、苯乙烯和AM为单体，不添加化学引发剂，在 Na2S04溶液中进行超声波无皂乳液聚合％,与传统的 无皂乳液聚合相比，缩短了反应时间，得到了粒径约 80 nm的单分散微球。Zhu等在微波加热的条件下， 将AM单体与金属无机盐溶解在乙二醇中，不加任何 表面活性剂和引发剂，用一步法合成了高纯度的聚合 物-金属复合微球，提高了聚合物的热稳定性[*]。

2聚丙烯酰胺的应用进展

各国家和地区聚丙烯酿胺的主要应用领域有所 不同。美国和西欧的聚丙烯酰胺主要用于水处理，在 造纸方面应用所占比例相对较小;而日本的聚丙烯酰 胺则主要用于造纸工业。美国聚丙烯酰胺的消费结 构大约为:水处理占60%,造纸占25%，矿山占11%， 其他占4%;日本聚丙烯酰胺的消费结构为：水处理 占32%,造纸占45%,矿山占8%,石油占12%，其他 占3%;西欧聚丙烯酰胺的消费结构为：水处理占 56%,造纸占29%,石油占11%，其他占4%。

我国聚丙烯酰胺主要应用领域是石油开采、水 处理、造纸、高吸水性树脂、冶金和洗煤等。张桐郡等 介绍了我国聚丙烯酰胺消费结构及预测情况，如表1 所示。

表1我国聚丙烯酷胺的消费结构及预测

年份开采石油水处理造纸其他需求量合计/万t

需求量/万t份额/%需求量/万t份额/%需求量/万t份额/%需求量/万1份额/%

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

备注:鉴于此搜集信息为2009年文献所出，在此仍引用2009预测(E)值,

从表1可以看出，在今后相当长的一段时间 内，国内聚丙烯酰胺产品的主要用户是油田的三次 采油和水处理行业，但造纸工业的应用的比例将逐 年增长。

以下把国外聚丙烯酰胺主要的生产厂家及生产 能力统计列表2所示。

表2国外聚丙烯酿胺主要生产厂家

公司名称 生产能力/(万tW)所占比例/%产品形式

美国

美国汽巴精化公司1.2干粉

陶氏化学3.5干粉、乳液

赛特公司4.038.6干粉、乳液

马拉松石油公司3.4水溶液

纳尔科公司1.5乳液

曰本

聚丙烯酰胺公司1.0干粉

日本化学公司0.8干粉

三井化学公司1.414.77干粉

三菱化成公司1.0干粉

Rakawa公司1.0干粉

西欧

英国汽巴精化公司4.0干粉、乳液

法国SNF■公司7.0干粉、乳液

德国斯托豪森公司2.152.37干粉

纳尔科公司1.8干粉

芬兰的赛特公司 合计1.5

35.2干粉、乳液

2.1聚丙烯酰胺在石油工业上的应用

各种水溶性聚合物己经在油气钻采和油层保 护等各个环节得到了广泛的应用。由于水溶性聚合 物能大幅度地改善流度比、降低油藏的非均质程 度，因而己被油田广泛应用。目前，应用于油气田钻 采过程中的水溶性聚合物主要有2类：一类是聚丙 烯酰胺类，另一类是生物聚合物（如黄胞胶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发展，该类 共聚物在油田开发中有广泛的市场，是20世纪80 年代发展起来的一类重要的油田处理剂。

2.1.1在提高采收率方面的应用

在提高石油采收率的三次采油诸方法中，聚合 物驱油技术占有重要的地位；而在所应用的聚合物 中,PAM占绝对优势，由于它的相对分子质量高和良 好的水溶性，可使驱替液的流度明显降低，从而增大 波及系数，提高原油采收率。聚合物的主要贡献是提 高波及效率而提高最终采收率。其主要作用表现在： (1)高分子使水相黏度增高，有些聚合物流经孔隙 介质后尚可降低水相的相对渗透率；（2)降低水油 流度比，水油流度比的降低可减少指进现象；（3)水 相黏度增高和水相的相对渗透率下降使以后注入的 流体可转入未波及的条带，从而提高波及系数 PAM在提高采收率上取得了巨大成功，特别是大庆 油田已进入大规模工业应用阶段，在水驱采收率 42%的基础上，实施PAM驱油后采收率又提高了 12%,使最终采收率达到了 55%，吨聚合物增油量达 到了 120〜150 t。周守为研究表明，在目前海上油田 生产条件下实施PAM驱油也是可行的[6*]。

2.1.2在钻井液中的应用

自20世纪70年代以来，丙烯酰胺类聚合物作 为钻井液的絮凝和包被剂在钻井液中被广泛应用， 并逐渐成为一种低固相不分散钻井液体系，从而有 效地控制了地层的造浆，大大地提高了井壁稳定性， 在提高钻井速度方面见到了显著的效果。从最初的 水解、部分水解聚丙烯酰胺开始，发展到大、中小相 对分子质量的复配不同官能团(钙、钠、铵盐）的衍生 物或接枝共聚物，如用作絮凝剂的AA-AM共聚物， 井壁稳定剂或页岩抑制剂AA-AM共聚物或聚丙烯 酰胺水解物类的聚丙烯酸钾(KPAM)，具有降滤失和  

包被作用的丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酰胺基丙基 三甲基氯化铵和淀粉的接枝共聚物[69]，以及扩大到 乙烯基磺酸盐、乙烯基吡咯烷酮和带有阳离子官能 团化合物的聚合物，如2-羟基-丙基-二甲氯化铵、 氯乙基三甲基氯化铵的混合物和羟丙基三甲基氯化 铵等。这类产品对控制蒙脱石含量较高的地层有着 较突出的抑制效果，但目前还不能适用于深井，特别 是对硬脆性的地层，还需加入一些磺化物来改善泥 饼质量、降低高温高压滤失量°°]。

解决可以抗高温、高压和深井复杂地层的钻井 液技术仍然是国内外油田化学工作者的主攻目标。 国外钻井液处理剂的发展经20世纪80年代的高 潮后，逐渐进入稳定期。20世纪90年代在开发产品 上向高效廉价、一剂多效和保护油气层等方面发 展，在新产品的研制与开发方面也已经取得了较大 的发展。针对耐温抗盐的需要，目前国内正在开发 AMPS多元共聚物，并在逐渐实施产品工业化生产， 这方面的研究主要是包括降滤失剂和降黏剂。

2.1.3在驱油中的应用

石油是当代最重要的能源之一，但由于我国多 数油田的储层属陆相沉积，油层复杂含水量上升快， 大约有三分之二的原油储量留在地下采不出来™。 因此,提高原采收率已成为我国陆上石油工业持 续发展的一项迫切的战略任务，其中聚合物驱三次 采油技术就是提高原油采收率的一种重要方法。最 早开发、也是最常用的聚合物是部分水解聚丙烯酰 胺。聚丙烯酰胺虽然在大多数油田开采条件下可有 效地用于聚合物驱油，但是只局限于较低硬度的采 油环境中；因为酰胺基水解后产生羧基根，而羧酸 根可与油田中存在的反应，使聚丙烯酰胺 沉淀。为提高聚合物的热稳定性，常添加抗氧化稳 定剂，如硫脲、连二亚硫酸钠等。为减少酰胺基的水 解，提高聚丙烯酰胺的热稳定性和在盐水中的溶解 性，研究人员在驱油用丙烯酰胺类共聚物方面开展 了一些探索工作，合成了一些抗温抗盐的聚合物驱 油剂，如2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/马 来酸酐共聚物，丙烯基单体和阳离子疏水单体合成 的新型疏水缔合聚合物™。

2.1.4在酸化压裂中的应用

酸化压裂是油井增产的一个重要方法。稠化酸 是酸化压裂中比较常用的酸，它是用稠化剂来提高 酸的黏度，酸黏度提高，减慢了 H+在岩石表面的扩 散速度，使酸的消耗速率降低，从而降低流体滤失， 延缓酸岩反应，增加裂缝宽度，提高渗透率，最终起 到增加穿透距离的作用。而稠化酸关键是稠化剂， 稠化剂要求具备抗盐、抗剪切降解、好的热稳定性 和残渣低等特点[73]。近年来国内外研究开发较多的 丙烯酰胺类聚合物稠化剂主要有：

(1)聚丙烯酰胺类聚合物，主要有（烷基）丙烯 酰胺与丙烯酸衍生物类共聚物、烷氧基化的丙烯酰 胺基烷基磺酸聚合物；

(2)胶联的丙烯酰胺类聚合物。主要有(烷基） 丙烯酰胺与丙烯酸乙酯基二乙基甲基硫酸甲酯铵 共聚物，（烷基）丙烯酰胺与甲基丙烯酸乙酯基三甲 基硫酸甲酯铵共聚物，丙烯酰胺与2-丙烯酰胺基- 甲基丙磺酸共聚物。

2.1.5在防垢阻垢中的应用

在油气田生产中常遇到水结垢问题。油田注水 结垢会使油气产量降低，设备使用寿命缩短。为防止 结垢，地面流程、油井和注水站需连续或间歇地向系 统中投加防垢剂。目前油田中多使用聚合物防垢，其 中以聚丙烯酸为代表。聚丙烯酸无毒、不污染环境和 防垢率较高，是目前广泛使用的一种防垢剂;但在高 温、高pH和高Ca2+含水量下防垢能力变差,研究人 员围绕这个问题展开了探讨。魏锡文等采用了 AM、 AA、MA(顺丁烯二酸酐）合成了三元共聚物阻垢 剂[74]〇其防垢率随水温升高而降低，适于70 t水温 防垢，具有较好的防垢效果；当Ca2+浓度为200x10' 投放量为10x10—时，防垢率可达90%以上。赵东滨 等引入MAA、AA、AM进行三元共聚，使防垢剂在 高温、高pH和高Ca2+含量下防垢能力得到改善™。 产品对CaC03垢和CaS04垢均具有较强的防垢能 力，并具有用量低、作用时间持久的优点，特别是针 对CaS04垢，其防垢效果更好，抗温性、消耗量和作 用时间都优于防CaC03垢的情况。

2.1.6在堵水调剖中的应用

油井出水是目前油田开发过程中普遍存在的 一个问题，特别是为了保持地层压力，采用早期注 水开发的油田，出水尤为严重。这不仅使地面脱水 工作量越来越大，而且导致原来经济效益好的生产 井变为无工业开采价值的井。因此，油井堵水是保 持油田稳产、增产的一项技术经济措施。水解聚丙 烯酰胺依靠其分子中存在的羧基和酰基的亲水性， 吸附在岩石表面，未吸附的长链伸向水中，增加水 流阻力，从而产生堵水作用。当它和交联剂作用后， 可形成一种凝胶体，从而使得岩石水解聚丙烯酰胺 的吸附能力更强，堵水效果更好。对非均质严重的地 层，高滲透层水窜问题突出，需要封堵，调整吸水剖 面，从而扩大水驱的波及系数，即调剖。随着我国注 水开发油田综合含水量不断升高，堵水调剖难度越 来越大，原有的堵水调剖剂用量逐渐增大或效果变 差。在老油田特高含水开发阶段适时地研究和开发 新型调剖堵水剂是油田开发中的一重要课题。盛平 亚等合成了新型双液法调剖堵水剂SJD-1[7SJD-1 是由AM/AA共聚物与多价金属硫酸盐、多价金属 离子多羟基络合物等构成，它综合了有机聚合物类 和无机类调剖堵水剂的特点，可用于注水调剖、采 油井堵水，具有良好的封堵效果和稳定疏松砂岩、 抑制黏土膨胀的作用，先后在胜利油田孤东和桩西 采油厂推广应用，并取得了良好的堵水增油效果。刘 敏等在实验室内合成了非水解聚丙烯酰胺/乙酸铬 凝胶堵剂，聚丙烯酰胺生产技术现状及发展，既解决了三价铬盐与聚丙烯酰胺反应很 快、在现场施工中不易控制的问题，又解决了 Cr6+毒 性大而造成的环境污染问题™。

2.2聚丙烯酰胺在造纸方面的应用

PAM在造纸工业中主要有3种用途,即增强、絮 凝和分散。在造纸工业中，相对低分子质量的PAM 一般用于增加纸张的干强度，中等相对分子质量的 PAM通常用于纸机湿部助留、助滤和提高填料及细 小纤维的留着率等，而相对高分子质量的PAM多用 作造纸废水处理的絮凝剂和长纤维纸浆抄纸的分 散剂，同时，PAM还可以用作造纸施胶增效剂。 2.2.1用作纸张增强剂

聚丙烯酰胺用作纸张增强剂能够促进纸浆纤 维间的结合，从而提高纸张的强度性能。一般纸张 增强剂可分为干强剂和湿强剂二大类，PAM主要 用作干强剂。APAM用作纸张增强剂，其与纸纤维 之间能形成交联网络，其用量越大时，这种交联网 络就会越致密，相应纸的干、湿强度（包括裂断长、 环压强度等)就越大。阴离子型增强剂，对所有的化 学浆都有效，但当配比中含有大量的机木浆和废纸 浆时，增强效果不明显。使用阴离子型增强剂必须 加入硫酸铝。应用实例：某厂用硫酸盐浆生产纸袋 纸，成浆池中先加松香胶1%、再加矾土 2%〜3%， 抄纸前加入阴离子PAM。PAM的相对分子质量为 50万左右，溶液质量分数为10%，稀释至1.5%左右 加入网前箱，浆料pH为4.0〜4.5,成纸耐破指数提 高25%以上。

但是从多年来的助剂应用情况看，很多厂家使 用的阴离子型聚丙烯酰胺并未取得预期效果，而且 还带来粘网毯和粘烘缸等严重问题。作为干强剂， 使用非离子型聚丙烯酰胺的性能优于阴离子型聚 丙烯酰胺，而阳离子型聚丙烯酰胺又优于非离子型 聚丙烯酰胺。近年来CPAM用作造纸干强剂越来越 多。阳离子增强剂，无论在酸性、中性或碱性条件 下，加或不加硫酸铝均可提高纸张强度。应用实 例：某厂以废纸为原料生产包装纸板，纤维质量较 差。所用阳离子PAM外观为半透明液体，有效成分 8%左右，相对分子质量30万〜50万（霍夫曼反应 制得），使用时用清水稀释，加入点尽量靠近网前 箱。使用后纸板环压及耐破度均提高，侧重提高环 压时，用量控制在1.0%〜1.5%;侧重提高耐破度 时，用量为0.5%〜0.8%;对提高环压强度较明显， 用量1.5%时，可提高20%左右[78]。

随着国际造纸工业向高速化、连续化和大型化 方向发展，资源的缺乏、废纸回收利用率的提高及 白水系统的封闭循环等因素导致了浆料质量的下 降，高效增强剂已经被广泛使用。

目前，阳离子助剂得到了广泛应用，如CPAM、 阳离子淀粉等。其中CPAM —直在湿部添加剂中占 主导地位，但是在新形势发展中也出现许多问题， 使用效果令人不甚满意。因此，近来在阳离子助剂 的基础上开发了复合变性的两性助剂，两性聚丙烯 酰胺是其中的开发热点，它可以有效地解决阴离子 杂质干扰、湿部电荷平衡失调等问题，比CPAM等 助剂更有效地提高纸页的强度、填料的留着率和纸 机滤水，从而可提高纸机车速，大大减轻白水的处 理负荷[79]。日本Hashimoto开发了一种两性聚丙烯 酰胺纸张增强剂，是由丙烯酰胺、丙烯酸及丙烯酸 羟乙基酯与阳离子木薯淀粉接枝的共聚物，加入标 准打浆度560 mL的纸浆中，抄出定量为743 g/m2 的纸，其裂断长度为8 950 m，撕裂因子为135。还 有，彭晓宏等合成的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化 铵（METAC)/AM/AA三元共聚物用做纸张增强剂， 随着用量的增大，所得纸样的裂断长增长率和撕裂 指数增长率均增大，而滤水时间则大大减少。

贺贤璋介绍了各种聚丙烯酰胺纸用增强剂的制 备方法，童点研究了 HDS系列干强剂的制备工艺、 使用性能和添加工艺，以及两性聚丙烯酰胺作为纸 用干增强剂的增强机理和影响因素[80]。如HDS-1用 于商品浆千增强剂的较佳添加工艺如下。添加部 位:调浆池。添加稀释浓度:稀释到1 %以下。添加 次序:颜料-干增强剂-硫酸铝-松香乳胶-滑石粉 -湿增强剂等，其中某些助剂是否添加，视具体要求 而定。w(硫酸错用量)=3%左右;w(干增强剂用量)= 0.3%〜0.4%;PH:调浆池4.5左右，流浆箱6.0左 右。用于该增强剂代替原生产厂使用的自制阳离子 淀粉，裂断长等指标提高了近10%，其他抄造条件 也得到了改善，白水浓度下降，取得了良好效果。 2.2.2用作助留助滤剂

早期造纸主要采用硫酸铝作为助留助滤剂，随 着纸机车速的提高，PAM逐渐取代硫酸铝成为主 要的一元助留体系。如郭纬等研究将CPAM加入新 闻纸浆中，用A12(S04)3调节体系pH,当添加1%的 CPAM(对绝干浆）时，纸浆打荦度可降低4.3 °SR, 抄重（保留率）可增加5%,呈现出良好的助留助滤 效果，但CPAM与A12(S04)3的添加顺序不同时表现 出的效果存在明显的差异[8wy。

但是由于一些原因，如废纸浆的大量使用、短纤 维原料的增加等，使造纸湿部产生了一个新的障碍 问题，即阴离子杂质的聚集和积累。因此，又出现了 二元助留助滤体系，即在浆料中先加入一种高电荷 密度、较低相对分子质量的阳离子化合物，然后再加 入低电荷密度、高相对分子质量的化合物如PAM组 成的体系。目前使用较多的二元助留助滤系统是 CPAM-APAM双元聚合物系统，表3是单用CPAM或 APAM与二元系统CPAM-APAM的助留效果比较[83]。 浆料配比:70%漂白阔叶浆，30%草浆，填料为白垩。 

表3 PAM—元与二元助留系统效果的比较

空白样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

留着率/% 707173 74 76787274 75 75747678 80 8283

注:CPAM、APAM的用量以对绝千浆计。

 

由表3可以看出，使用CPAM+APAM的双元聚合 物系统比单一的CPAM或APAM的助留效果更好。

虽然二元助留助滤体系解决了阴离子的杂质问 题，但是高相对分子质量PAM的加入容易在浆流中 形成较大的絮聚团，对压榨部产生了不良影响。随着 助留助滤技术的不断发展，又出现了微粒助留助滤 体系。该体系主要包括三大类[84]:阳离子聚丙烯酰 胺/膨润土组成的hydrocol体系，阳离子淀粉/胶体硅 组成的composil体系和阳离子淀粉/胶体氢氧化铝 组成的hydrosil体系。其中，应用最为广泛的是阳离 子聚丙烯酰胺/膨润土组成的体系。刘温霞教授对阳 离子聚丙烯酰胺/膨润土助留助滤体系的作用机理 进行了深入研究[85]，夏新兴等对膨润土助留助滤体 系进行了应用研究阳离子聚丙烯酰胺的相对分 子质量在350万〜500万之间，既能取得很好的助 留助滤效果，继续提高相对分子质量，其效果提高 缓慢，阳离子单体含量宜控制在30%左右。两性聚 丙烯酰胺对漂白麦草浆禾]漂白硫酸盐木浆都有助 滤作用，对漂白麦草浆的效果更显著，随相对分子 质量和用量的增加，助滤作用增加。相对分子质量 在200万时，助滤作用最好；用量在0.02%〜0.05% 之间，阴离子取代度为5%,阳离子胺化度为42.0% 的两性聚丙烯酰胺在低pH时，助滤效果较好。

文献研究了聚合物/微验助留体系中助留助滤 机理以及通过控制Zeta电位优化聚合物微粒的絮

凝和滤水效果，实验结果见表4W4。

表4各种助留助滤系统的絮聚效果和滤水性能的 比较

序号助剂絮凝效果/%滤水效果/%

1APAM0-14

2DADMAC+APAM+5-15

3膨润土+APAM+ 10

4DADMAO 膨润土+APAM+8-15

5CPAM+5+7

6DADMAC+CPAM+6+4

7CPAM+膨润土+7+ 1

8DADMAC+CPAM+膨润土+8+19

9APAM+ 1-7

10S 盐+APAM+5+38 •

11DADMAC+APAM+3+22

12膨润土+APAM+3+ 19

13铝盐+膨润土+APAM+4+37

14DADMAC+膨润土+APAM+4+28

15DADMAC+膨润土+APAM+6+65

16CPAM+ 1+23

17铝盐+CPAM+4+43

18DADMAC+CPAM+3+42

19CPAM+膨润土+4+29

20铝盐+CPAM+膨润土+7+50

注:DADMAC为聚二甲基二烯丙基氯化铵,1〜8组浆料为100%漂 白硫酸盐阔叶木浆，加入20%的CaC03,9〜20组浆料为60%漂白硫 酸盐阔叶木浆+40%磨木浆。 

工业应用过程中遇到的问题主要是膨润土杂 质太多，粒径分布不均匀，影响使用效果。随着工 业的发展、科技的进步，相信这一点将会得到很好 的解决。

2.2.3用作造纸废水处理的絮凝剂

由于造纸原料品种多、杂质含量高，加之有些 纸通过多次回收再生产，由此导致造纸废水的成分 非常复杂，难以净化处理。造纸废水处理的关键是 选取高效和经济合理的絮凝剂™。李晔、陈新才 等研究了 PAC和PAM共用的絮凝效果，PAM能够 加速废水的沉降[92]。王乃芝、刘梅英等研究了自制 铁系混凝剂和PAM的联用，取得了比较好的去污 效果[93]。孔柏岭、韩杰研究了水解聚丙烯酰胺所组 成的微凝胶体系在水处理方面的应用[*]，微凝胶体 系是正处于研究阶段的新课题，具有良好的发展前 景。张跃军、刘瑛等研究了阳离子聚丙烯酰胺絮凝 剂（PDA)对一种废纸再生造纸废水中的污泥的絮 凝脱水处理过程，取得良好的效果[95]。

朱勇强等采用硫酸铝和PAM作为混凝剂的混 凝气浮法处理造纸废水，结果发现：硫酸铝的最佳 用量为80 mg/L，PAM的最佳用量为2.4 mg/L，气浮 压力控制在1.2 MPa时，废水的浊度去除率可达 97%以上，COD去除率可达80%以上w]。张跃军等 采用AM和DMDAAC共聚合得到聚丙烯酰胺阳离 子絮凝剂(PDA),将该产品用于废纸再生造纸废水 的处理，比较了无机絮凝剂聚合氯化铝或有机阳离 子聚丙烯酰胺单独使用时和无机絮凝剂与有机絮 凝剂配合使用时处理废水的效果。结果表明，无机 絮凝剂与有机絮凝剂配合使用时有很好的处理效 果™。盘思伟等以AM、丙烯酰氧基乙基三甲基氯化 铵、聚氧乙烯大单体和N,N、亚甲基双丙烯酰胺为 单体，进行反相微乳液共聚合，制备出新型含PE0 支链的阳离子微粒絮凝剂，然后用该絮凝剂分别对 针叶木浆和白水进行了助留和絮凝性能的研究，结 果表明，该新型微粒具有能单独使用、絮凝效果好 和抗剪切性能强等优点[98]。张龙等采用AM与丙烯 酸乙酯基氯化铵共聚合得到一种阳离子絮凝剂，效 果良好[M。AM也可与甲基丙烯酸胺乙酯(DM)共聚 得到阳离子高分子絮凝剂[100]。该产品对造纸厂中段 白水进行了絮凝沉降试验，结果表明其最佳用量、 沉降速度、絮凝后的透光率均随聚合物的相对分子 质量、投加量及水体系pH等因素的改变而改变。该 产品在处理造纸中段白水时兼具有电荷中和及吸 附架桥作用。相对分子质量增大可增加吸附架桥作 用，使微粒增大而有利于絮凝沉降。

另外，人们正在对聚丙烯酰胺进行改性，用作 施胶增效剂、涂布用抗水剂等，不断向着环保高效 方面发展，未来的聚丙烯酰胺将在造纸工业中具有 不可估量的应用前景。

2.3聚丙烯酰胺在水处理方面的应用

水与人类和工农业生产密切相关，我国的水资 源虽占世界第6位，但人均水占有量仅为世界人均 水占有量的1/4。与此同时，随着工业的快速发展， 水资源的污染日趋严重；随着淡水资源的日益匮乏 以及对环境保护的日渐重视，人们对废水的处理越 来越关注。

PAM及其衍生物的分子链上含有大量的酰胺 基，具有良好的水溶性、优良的絮凝性能和吸附性 能，可与许多物质亲和、吸附形成氢键。在水处理 中，作为絮凝剂，可用于城市污水、生活污水和工业 废水等的处理以及各种地下水和工业悬浮液固液 分离工程中，主要起以下作用：减少絮凝剂用量，改 善水质，提高絮体强度与沉降速率，防腐与防垢等。

由于低温低浊度水中有机物的比例较大，单投 加硫酸铝或聚合铝（PAC)，上清液的浊度随絮凝剂 投加量的增大而减小，但到一定值后浊度回升；这 是因为形成的絮体结构疏散、轻飘，难以沉淀。但 投加PAM助凝后，可使絮体体积增大的同时密度 增加，沉降速率变快，出水浊度大为降低。孙一平 等研究发现，在投加无机絮凝剂同时加入PAM，可 加快去浊速率，当PAM用量为0.03 mg/L时，沉降 时间缩短一半，并可使PAC投加量减少

PAM经常与无机絮凝剂复合使用处理各种含金 属废水。杨百勤等利用亚铁盐和PAM对C#质量浓 度为307.5 g/L的废水稀释2 000倍后进行处理，实 验结果表明，pH为11、PAM用量为5 mg/L时，效果 最好[1®。膨润土、FeCl3等复合PAM可处理含镍废水。 谭丽红等研究发现，当pH为10.0,FeCl3投加量为25 mg/L时，原水中镍的质量浓度可由0.226 mg/L降至 0.018 7 mg/L，投力卩PAM有助于镍的去除_。罗道成 等在静态条件下对聚季铵盐聚丙烯酰胺(PQAAM)吸 附含Ni2+的电镀废水进行了研究，结果表明在废水 pH为6.0〜8.0、Ni2+质量浓度0〜100 mg/L范围内， 吸附时间为8〇111丨11、吸附温度为20 1时，按％2+与 PQAAM质量比为1 : 30投加PAM，Ni2+去除率可达 98%以上[10«。沈友良等以明矾(alum)和PAM为复合 絮凝剂沉降络合物胶体，取得了很好的效果。常温 下，调节pH为6.0,在最优化的配比时，铅的去除率 在98%以上。尤其当水中铅的质量浓度低于100 mg/L 时，经过该方法处理的水，铅的质量浓度低于1.0 mg/L， 符合GB 8978—1996 —类污染物的排放标准；本方 法处理废水中的铅，生成的絮体粒径大、强度高，适 宜于沉降分离，沉降时间在30 min左右[|05]。萧作平 等提出了用PAM-Na2S简单功能高分子体系处理铜 锡废水的方法，使用该法可以较彻底地除去该废水 中的铜、锡等主要杂质,对铜的去除率可达到98%以 上，对锡的去除率可以达到近100%[10«。华金铭采用 沉淀絮凝法，以FeS04+PAM作为絮凝剂，能够选择 性去除绝大部分的汞杂质[107]。

制药废水是严重污染环境、较难处理的废水之 一。周丽娜采用吸附-混凝-紫外光催化氧化法处理 利福平制药废水，混凝实验结果表明：选用质量浓度 为400 mg/L的PAC和质量浓度为10 mg/L PAM复 合混凝,废水在pH为9，COD&和色度去除率分别为 32.2%和37.5%[108]。石油化学工业产生了大量的含油 废水，可采用混凝法进行处理。王利平等通过磁絮凝 分离法处理含油废水，结果表明当废水含油量为 100〜200 mg/L,先加磁粉和聚合硫酸铁(PFC),后加 PAM,搅拌速度250 r/min，除油率可达83.6%[109]。各种 化学工业废水也可以用PAM处理。李雪峰等在采用 化学沉淀法处理氨氮废水时发现，在pH为9.3,主要 粒子的质量之比为1 : 1 : 1、PAM添加量为20mg/L， 处理初始质量浓度为1 000 mg/L的氨氮废水，可使 氨氮去除率达到99%以上[11®。染料废水常用无机絮 凝剂做预处理，加入PAM可提高其絮凝沉淀和脱色 能力。严媛媛等选用硫酸铝和PAM的混凝剂组合对 DSD酸废水进行处理，在PAC投加量为100 mg/L、 PAM投加量为10 mg/L、快速搅拌1 min、慢速搅拌 15 min、PH为6.5〜7.5及温度为50 T条件下， COD、色度去除率分别达36%和34%[1|1]。造纸废水占 我国工业废水总量的10%，COD占30%，PAM对其有 良好的处理效果。

另外，PAM在乳制品产业的生产废水及粪便废 水处理中也有应用。如张春娟等采用硫酸铝-PAM 处理该类废水取得了良好效果，无论原水样的COD、 BOD如何波动，其C0D、B0D去除率都分别在62% 〜68%、62%〜72%之间™。秦承华等对粪便废水处 理的药剂进行了优选，结果表明：对于500 mL水 样，在PH为7.5、质量分数为0.2%的硫酸铝投加量 为8 mL、质量分数为0.2%PAM的投加量为1.5 mL 的条件下，废水的色度、浊度和COD的去除率分别 达到94.3%、96.0%和58.2%,絮凝效果也理想[||3]。

煤泥水是湿法选煤产生的工业废水，含有大量 的煤泥和泥沙。朱龙等利用电石渣与PAM联合处理 高泥质煤灰水，在100 mL的煤泥水中加入质量分数 为0.1%的PAM 2 mL，聚丙烯酰胺生产技术现状及发展，搅拌0.5 min后加入质量分数 为2%的电石渣30 mL，搅拌0.5 min，SS和COD的 去除率可达90%[1M]。郭玲香等也合成了一种新型阳 离子PAM，并研究了其对细煤粒的絮凝沉降作用和 助滤作用，并用DLV0理论进行了解释[115]。庞翠玲 等采用石灰沉淀-PAM絮凝处理稀土冶炼含氟酸性 废水，在pH为9,投加量为2%PAM 230 mL,出水 含氟质量浓度低于10 mg/L，净化效果明显[116]。

给水厂的污泥主要源于从原水中取出的无机 物、有机物、重金属等杂质及水处理中投加的絮凝 剂,COD和B0D比值较小，无机物占绝大部分。为 了改善污泥脱水的性能，在脱水时要进行物理调节 和化学调节。其中，加入絮凝剂PAM即属于后者。 费霞明根据九江流域给水厂污泥的颗粒性质，进行 絮凝、污泥比阻和过滤试验，研究污泥的脱水性 能，试验结果表明投加0.05%的PAM可以降低污 泥比阻，改善脱水性能[1|7]。污水处理厂的污泥固含 量常在4%〜7%间，加入PAM后泥饼的含水率可 降至60%〜80%,且过滤快，上清液浊度低。张辉等 研究了不同类型助滤剂对城市污水处理厂剩余污 泥的脱水效果，研究发现助滤剂ST和阳离子PAM 的复配可以大幅度降低泥饼的含水率，当ST用量 为2 g/L、阳离子PAM用量为0.3%时，泥饼含水率 为75.36%，与不加助滤剂的相比，泥饼的含水率降 低了 12.99%_。

PAM最大应用领域是水处理，但是我国该领域 所占的比例却很小，发展潜力很大，随着我国水污染 治理工程建设的加快和环保要求的提高，今后PAM 的消费将会持续增加,具有十分广阔的应用前景。

2.4聚丙烯酰胺在选矿方面的应用

聚丙烯酞胺在矿业领域的应用主要涉及到采 矿、选矿和冶金等矿物加工过程。在这些过程中需要 使用大量的水，需要从水溶液中有效分离出固体矿 物。使用适当剂型、适当用量的水溶性高分子聚合物 聚丙烯酰胺，可以加速细粒物料的浓缩和提高过滤 效率，从而达到很高的分离效果和提高设备的生产 能力、减少有用矿物的流失、提高产率，加快尾矿废 水的回用等目的。随着矿产资源的开发利用纵深发 展，如何提高生产效率、节约能源、降低消耗、最大限 度地利用有限的矿产资源，减少浪费己经成为目前 矿业领域追求的目标。聚丙烯酰胺在这一领域的合 理应用极大地推动了矿产资源的合理开发利用。

聚丙烯酰胺产品作为矿冶生产中助凝剂、絮凝 剂和脱水剂，广泛应用于采选矿、矿冶污水处理、矿 泥脱水处理等过程。目前已经成功应用于铁矿、铜 矿、金银矿、铝矿和钒铀矿等矿冶领域，包括煤矿、 铜矿、金矿、铝矿等的选矿；氧化镁、锌、钢铁、铝冶 炼废水的处理，部分有色金属湿法冶炼和稀土元素 的提取过程中也发挥着重要的作用[1|9]。

铀矿提取是聚丙烯酰胺最早的重要应用领域 之一，用酸或磺酸盐溶液沥取铀矿石时，在沥取物 的浓缩和过滤中，添加聚丙烯酰胺处理非常有效。 随着矿产资源的合理开发，聚丙烯酰胺在矿业领域 也发挥着越来越重要的作用。

2.4.1在矿物加工过程中的应用

采矿过程中，通常使用大量水，最后常需回收 水中的有用固体，并将废水净化处理后回收使用。 应用聚丙烯酰胺絮凝处理，可促进团粒下沉、液体 澄清和泥饼脱水，从而可提高生产效率，减少尾矿 流失和水消耗，降低设备投资和加工成本，并避免 环境污染。

目前聚丙烯酰胺己经广泛应用于金、银、铜、 铝、铅、锌等选矿领域的水处理中，从水溶液中有 效分离出矿物固体，使用聚丙烯酰胺作絮凝剂或助 滤剂。适当剂型、适当用量的聚丙烯酰胺可促使 有用的固体矿物很快下沉，因此高效浓密机得以在 大量矿物处理过程的精矿和尾矿系统应用，聚丙烯 酰胺的使用能够加速细粒物料的浓缩和提高过滤 效率，从而提高了矿物和水的分离效果、提高生产 效率、减少尾矿流失和降低生产运行成本。

2.4.2在部分有色金属冶炼过程中的应用

金属的冶炼采用火法和湿法2种冶炼方法。湿 法冶炼需要在pH变化范围较大、温度较高的溶液 中分离出细颗粒矿物。经过大量实践证明，适当剂 型的聚丙烯酰胺在部分金属的湿法冶炼过程中合 理应用可以达到令人满意的分离效果。例如，适当 剂型的聚丙烯酰胺应用于铅锌湿法冶金炼过程中， 能促进浆液的快速沉降和澄清，使澄清溢流液澄清 度好，固含量低，满足生产需要。目前，国内绝大部 分锌冶炼企业采用“焙烧-低酸浸出-电积，挥发窑 处理浸出渣”的湿法炼锌工艺。聚丙烯酰胺絮凝剂 应用于湿法炼锌行业，能够有效增强脱除杂质能 力、提升最终产品质量、降低原辅材料和能源消耗、 提高金属回收率、便于有价金属的综合回收，是我 国目前新建湿法炼锌企业的主流生产方式。

2.4.3在氧化铝生产过程中的应用

在氧化铝生产过程的赤泥沉降中，聚丙烯酰胺 作为一类最广泛的絮凝剂从20世纪50年代起就 开始有应用。在拜耳法、烧结法或联合法处理一水 硬铝石、三水铝石或混合型铝土矿的氧化铝生产工 艺过程中，溶出后的赤泥浆液是一种由铝酸钠溶液 和不同粒级的赤泥颗粒组成的分散物系，即赤泥悬 浮液。这种悬浮液只有通过沉降分离，叶滤机过滤 才能得到满足分解条件的铝酸钠溶液，最终分解出 品质较高的氧化铝产品_]。

氧化铝行业中需要将浸出的浆液迅速进行固 液分离，而浆液中稳定地分散着大量带正电荷的悬 浮粒子，沉降速度慢，直接影响浓密机浓缩溢流操 作，加入适当剂型的聚丙烯酰胺絮凝剂可使悬浮粒 子电性中和，使微粒絮成大团，从而促进快速沉降 和得到符合要求的溢流清液，满足生产需要。

聚丙烯酰胺絮凝剂在碱石灰烧结法氧化铝生 产工艺中的应用如下：合成高分子絮凝剂与赤泥易 形成多点吸附，这缘于赤泥中非平衡态的固体表面 有阳离子，而絮凝剂中羟基、羧基等水解后产生的 阴离子能形成较强的作用力，絮凝剂与赤泥产生吸 附后，形成絮团，通过重力场的作用进行沉降，达 到固液分离的目的[122]。

2.4.4在稀土元素制备过程中的应用

溶剂萃取和离子交换是目前分离稀土的较好 方法。稀土元素的制备是一个相当复杂的过程，首 先利用化学处理从氟碳镄镧矿或独居石中获得稀 土氯化物或氧化物的混合物，然后再进行单一稀土 元素的分离和提取，主要方法有溶剂萃取法。利用 稀土元素在水和有机溶剂中分配的不同，将稀土的 盐类与有机相及水相多次接触，不断地进行再分配 而将它们一一分离。在这个过程中部分伴生的金属 元素难以通过上述方法彻底除去，因此造成产品纯 度低，影响稀土元素的应用效果。在生产过程中根 据部分工艺条件的变更，添加其他助剂使少量杂质 形成少量细小颗粒，加入适当剂型、适当用量的聚 丙烯酰胺使少量杂质细小颗粒絮凝、分离除去，达 到纯化稀土元素的目的。

2.4.5在钬白粉行业的应用

钛白粉的生产工艺中，也要使用絮凝剂将浸出 的钛液进行沉降。在钛白粉生产工艺的沉降过程 中，酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系， 含有可溶性杂质和不溶性的杂质。铁、钒、铬、锰等 金属的硫酸盐为可溶性的杂质，在结晶或水解、水 洗的过程中除去。不溶性杂质中的大多数，如未分 解的钛矿、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除 掉。不溶性杂质中的另一部分是硅和铝的胶体化合 物，以及一些早期水解了的钛，虽然数量并不大，但 具有很高的动力稳定性，需要加入适当剂型的聚丙 烯酰胺絮凝剂，强化沉降澄清过程。在钛白粉的生 产过程中合理使用聚丙烯酰胺絮凝剂，简化了使用 环节，直接降低了生产成本，具有沉降速度快、工艺 简单和生产成本低等优点。

2.4.6在洗煤行业的应用

在煤炭洗涤过程中产生了大量的煤粉，均勻地 分散在水中，需要经浓缩机浓缩沉降来回收。絮凝 剂在沉降过程中，其特有的吸附架桥作用可将悬浮 在水中的煤粉颗粒絮凝而加速沉降，达到固液分离 的目的，溢流出的清水还可循环使用。

PAM在选煤过程中，其主要用于2方面：一是 在煤泥水深度净化浓缩机中，添加PAM絮凝剂，加 速煤泥的沉降，降低溢流水浓度；二是在真空过滤 机或压滤机中，添加PAM絮凝剂，改善滤饼结构， 降低滤饼水分，提高过滤速度[@|2«。普通聚丙烯酰 胺的酰胺基(一CONH2)与煤泥粒子亲和、吸附形成 氢键，同时高分子链在被吸附的粒子间形成桥联， 对粒度大、灰分低的原生煤泥沉降效果较好，而对 粒度细、灰分高的浮选尾煤絮凝效果稍差，这种差 别主要是煤泥的粒度特性造成的。离子型聚丙烯酰 胺对2种煤泥水的絮凝效果差别较大，对粒度细、 灰分高的浮选尾煤絮凝效果好于粒度大、灰分低的 原生煤泥，聚丙烯酰胺生产技术现状及发展，这是由于粒度细、灰分高的浮选尾煤中 富含高岭土等硅酸盐类胶体粒子，该类胶体粒子表 面带有较强的负电荷。这时，聚丙烯酰胺的作用除 了前面讨论的吸附、架桥和絮凝外，电性中和起了 主要作用。因而离子型聚丙烯酰胺适合处理粒度 细、灰分高的浮选尾煤。

在洗煤行业中不同类型的聚丙烯酰胺，其絮凝 效果有差别。对煤泥水处理而言，同时要考虑煤泥 水的性质，选择不同类型的聚丙烯故胺，调整其阴 离子度或阳离子度。

2.5聚丙烯酰胺在纺织、印染工业的应用

在纺织工业中，PAM作为织物的上浆剂和整理 剂，可以生成柔顺、防皱、耐霉菌的保护层，利用它 的吸湿性强的特点，较好的成膜性及浆膜的光滑度、 高强低弹性,对纤维良好的亲和性，与天然浆料和合 成浆料良好的互溶性，能减少纺细纱时的断线率，防 止织物的静电和阻燃。用作印染助剂时，PAM可使产 品附着牢度大、鲜艳度高，还可作为漂白的非硅高分 子稳定剂及勻染剂等纺织助剂。此外，PAM还可用 于纺织印染污水的高效净化剂、脱色剂等。万涛研 究表明，在pH=5的情况下,对于分散染料，当PAM 用量为10 mg/L，其脱色率达31%，当投加量增加到 100 mg/L，脱色效果达到最佳值92.2%;对于碱性品 红和酸性红染料，当投加量为100 mg/L时，对碱性品 红和酸性红染料的脱色率分别为73.6%和84%[|25]。 2.6聚丙烯酰胺在农业方面的应用

PAM作为土壤结构改良剂，可有效改善土壤结 构，增加土壤表层颗粒间的凝聚力，增大土壤表面粗 糙度，降低土壤容重，使土壤总孔隙率和毛管孔隙 度上升，进而使土壤颗粒和孔隙结构保持稳定，防 止土壤结皮，增加土壤的入渗，使土壤入渗率明显提 高，减少地表径流量、防止土壤流失以及抑制土壤水 分蒸发等作用[126]。Sojilca等人通过2年的沟灌实验进 一步确定了在灌溉中施加PAM,以10〜20 mg/kg施 用PAM可使农田内水中的泥沙含量减少94%,土壤 入渗性能可提高15%〜50%[|27]。PAM通过对土壤结 构的改善,增加了土壤水稳性团粒数量，增强了土壤 的透气、渗透性能，有效地增强了土壤的抗蚀能力， 使PAM处理过的土壤具有很好的保水、保土、保肥 和增产的作用。Sokja研究结果表明，经PAM处理后 的土壤溶液中N03-、P043-和K+浓度均低于对照，其 浓度分别较对照平均减少了约45.55%、49.37%和 70.24%[128]。PAM处理后，土壤淋溶液中全N、全P、全 K的累积含量均低于对照，且随PAM浓度的增加其累 积含量呈下降趋势。员学锋通过试验发现，在棉花地施 加PAM可大大增加土壤颗粒间的凝聚作用并提高 土壤渗透率，在净化污水的同时，提高棉花产量[@。

2.7聚丙烯酰胺在其他领域的应用

聚丙烯酰胺在建筑工业、医药工业、日化工业、 电镀工业、养殖业和食品工业等领域都有重要应用。 如在建筑工业中，PAM可以增强石膏水泥的硬度，提 高湿法水泥制造中沉降槽的生产能力和水泥的可滤 性，改善窑料均一性，加速石棉水泥的脱水速度。

PAM凝胶可用于建筑物的填缝、修复及堵漏。用高压 水柱切割金属或大理石时，在水中添加极少量的 PAM便可极大地提高切割效率。PAM还可用作矿 床、池塘、水坝和地基等的灌浆材料，可增强土壤团 粒结构的坚固性,增加土壤结构的承载负荷。PAM水 凝胶因其高度的温敏性，聚丙烯酰胺生产技术现状及发展，使得它可以做成智能性凝 胶，用于药物的控制释放和酶的包埋、蛋白质电泳、 人工器官材料、接触眼镜片等™]。而利用PAM制成 高吸水性树脂具有较高的强度，吸水量可达自重的 数百倍以上，近几年用于生产尿不湿和卫生巾的 PAM需求量增加较快[|31]。在化妆用品工业中，含有 PAM的两性电解质聚合物作为角蛋白调理剂可用在 头发、皮肤和指甲的护理中。在电镀工业中，添加 PAM可改善金属在阴极沉积的质量，并增加电流效 率，能使金属沉淀匀化，使镀层更加光亮。在养殖业 中，PAM可改善水质，增加水的透光性能，从而改善 水的光合作用。总之,PAM的应用非常广泛,存在生 活中的各个角落，与人们的生活越来越息息相关。

3展望

目前国内各生产厂家根据自身的规模和产品、 市场等情况，可能会有不同的发展趋势，国内厂家 分类发展类型见图1。 

 

图1国内PAM厂家分类发展示意图

 

国际上聚丙烯酰胺生产技术的发展趋势是在 丙烯酰胺制备阶段提高丙烯腈的转化率、选择性， 简化工艺和减少含腈污水的排放率，并提高产品质 量。在我国，由于生化法占主要地位，因此，我国未 来聚丙烯酰胺生产技术发展趋势是解决含腈废水 量较大的主要问题，降低丙烯腈单耗；在化学法工 艺上则需要借鉴国外成熟工艺，达到一定的建设规 模，实现国产化。

我国聚丙烯酰胺产业发展至今，虽然产能已经 达到国际领先水平，聚丙烯酰胺生产技术现状及发展，但是也存在较多的问题需要解 决,如企业生产规模偏小、生产工艺相对落后、产品 质量相对较差、产品结构不合理、重复低水平引进技 术和盲目投资等。针对上述问题，可以从以下方面着 手，进而优化聚丙烯酰胺产业，提高企业竞争力，如 企业整合、扩大规模、避免重复建设、提高生产工艺 水平、实现规模化、自动化生产,规范市场竞争、提高 品牌效应和提高对市场变化趋势的关注度等。

总的来说，随着我国石油开采技术的不断创新 和国家出台各种环保治理制度与措施，聚丙烯酰胺 在石油开采领域及水处理领域的用量将大大增加， 未来我国聚南烯酰胺的市场需求还会随着我国整 体工业生产能力和技术水平的提高而迅速增长，聚 丙烯酰胺在以上各领域的市场潜力会逐步显现，这 对于聚丙烯酰胺生产企业来说既是机会也是挑战， 随着聚丙烯酰胺产业结构的不断优化和聚丙烯酰 胺企业自身的不断完善，相信我国的聚丙烯酰胺产 业必将迎来美好的明天。