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聚丙烯酰胺的應(yīng)用概述

發(fā)布時間：2021-03-29 瀏覽次

聚丙烯酰胺的應(yīng)用概述
我國聚丙烯酰胺的應(yīng)用較早用于礦物精選，而后在制糖、造紙、鋼鐵、水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大。目前我國聚丙烯酰胺的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在石油開采、水處理、造紙、制糖、洗煤和冶金等領(lǐng)域，其消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：油田開采占81%，水處理占9%，造紙占5%，礦山占2%，其它占3%。
　　（1）用于石油開采。（a）用作驅(qū)油劑。在提高石油采收率的三次采油方法中，用聚丙烯酰胺作驅(qū)油劑占有重要地位。聚合物作用是調(diào)節(jié)注入水的流變性，增加驅(qū)動液粘度，改善水驅(qū)波發(fā)效率，降低地層中水相滲透率，使水與油勻速地向前流動。采用膠束/聚合物驅(qū)油時，先將表面活性劑與助劑配成具有超低界面張力的微乳液注入注水井中，再注聚合物溶液，較后注水。水呈柱塞流動向前推進(jìn)，驅(qū)替分散在孔隙內(nèi)的殘余油，提高原油的釆收率。用于三次采油的聚丙烯酰胺一般質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-50%、相對分子質(zhì)量從幾十萬到千余萬。我國大型油田包括大慶、勝利、遼河、大港等已進(jìn)入開采中后期，采出油綜合含水率日趨提高。為穩(wěn)定我國東部油田產(chǎn)量，采用三次采油技術(shù)，提高釆油率，保證油田穩(wěn)產(chǎn)勢在必行。大慶油田已工業(yè)化推廣應(yīng)用聚丙烯酰胺驅(qū)油實驗，并取得較好增油效果。（b）用作堵水調(diào)整劑。在油田生產(chǎn)過程中，由于地層的非均質(zhì)性，常產(chǎn)生水浸問題，需要進(jìn)行堵水，其實質(zhì)是改變水在地層中的滲流狀態(tài)，以達(dá)到減少油田產(chǎn)水、保持地層能量、提高油田較終采收率的目的。聚丙烯酰胺類化學(xué)堵水劑具有對油和水的滲透能力的選擇性，對油的滲透性降低較高可超過10%，而對水的滲透性減少可超過90%。選擇性堵水這一特點(diǎn)是其他堵水劑所沒有的，通常視地層類型選擇合適的聚丙烯酰胺分子量。均質(zhì)性好、平均滲透率高的油層，可選用中相對分子質(zhì)量(5x106-7x106)的聚丙烯酰胺；基巖滲透率低的裂縫性油層或滲透率變化大的油層，可選用高相對分子質(zhì)量(10x107)聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺在使用時可不交聯(lián)使用，也可與鋁鹽、鉻鹽、鋯鹽等交聯(lián)生成凝膠使用，還可添加某些樹脂以形成互容聚合物網(wǎng)絡(luò)，使之具有更高的耐溫性。該方法已在國內(nèi)碳suan鹽底水油藏高含水油田堵水中應(yīng)用，取得明顯效果。采用聚丙烯酰胺還可調(diào)整地層內(nèi)吸水剖面及封堵大孔道。實踐中已取得良好效果。（c）用作鉆井液調(diào)整劑。作為鉆井液調(diào)整劑，經(jīng)常使用部分水解聚丙烯酰胺(Hp)，它由聚丙烯酰胺水解而得。其作用是調(diào)節(jié)鉆井液的流變性，攜帶巖屑，潤滑鉆頭，減少流體損失等。用聚丙烯酰胺調(diào)制的鉆井泥漿比重低，可減輕對油氣層的壓力和堵塞，容易發(fā)現(xiàn)油氣層，并有利于鉆進(jìn)，鉆進(jìn)速度比常規(guī)泥漿高19%，比機(jī)械鉆速高45%左右，此外，還可大大減少卡鉆事故，減輕設(shè)備磨損，并能防止發(fā)生井漏和坍塌（d）用作壓裂液添加劑。壓裂工藝是油田開發(fā)致密層的重要增產(chǎn)措施。亞甲基聚丙烯酰胺交聯(lián)而成的壓裂液，因具有高粘度、低摩阻、良好的懸砂能力、濾失性小、粘度穩(wěn)定性好、殘渣少、貨源廣以及配制方便和成本低而被廣泛應(yīng)用網(wǎng)。
　　（2）用于水處理。聚丙烯酰胺的酰胺基可與許多物質(zhì)親和、吸附而形成氫鍵。高分子量聚丙烯酰胺在被吸附的粒子間形成"橋聯(lián)"，生成絮團(tuán)，有利于微粒下沉。聚丙烯酰胺類絮凝劑能適應(yīng)多種絮凝現(xiàn)象，其用量小，效率高，生成的泥渣少，后處理容易，對某些情況具有特殊的價值。我國的原水處理、城市污水處理和工業(yè)廢水處理行業(yè)都在不同程度地使用聚丙烯酰胺作為絮凝劑。聚丙烯酰胺是目前應(yīng)用較廣、效能較高的高分子有機(jī)合成絮凝劑。
　　（3）用于造紙。聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中主要應(yīng)用于兩方面：一是提高填料、顏料等的存留率，以降低原材料的流失和對環(huán)境的污染；二是提高紙張的強(qiáng)度(包括干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度)。另外，使用聚丙烯酰胺還可以提高紙的抗撕性和多孔性，以改進(jìn)視覺和印刷性能。
　（4）工業(yè)。PAM水凝膠的特點(diǎn)之一是，在某一臨界溫度下，它在水中的溶脹性隨溫度的微小變化發(fā)生激劇的突變、體積的變化可達(dá)幾十至幾百倍。這一性質(zhì)可用于水溶液的提濃過程，避免高溫，這對一些有機(jī)物或生物物質(zhì)提取很有價值。PAM水溶膠還可用于藥物的控制釋放和酶的包埋、蛋白質(zhì)電泳、人工器官材料、接觸眼鏡片等。
　　（5）用于礦冶行業(yè)。采礦過程中，通常使用大量水，較后常需回收水中的有用固體，并將廢水凈化回收使用。應(yīng)用聚丙烯酰胺絮凝，可促進(jìn)團(tuán)粒的下沉、液體的澄清和泥餅的脫水，從而可提高生產(chǎn)效率，減少尾礦流失和水消耗，降低設(shè)備投資和加工成本，并避免環(huán)境污染。鈾礦提取是聚丙烯酰胺較早的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，用suan或磺suan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。
　　（6）用于紡織、印染工業(yè)。聚丙烯酰胺作為織物處理的上漿劑、整理劑，以及可生成柔順、防皺、防霉菌的保護(hù)層。利用它的吸濕性強(qiáng)的特點(diǎn)，能減少紡細(xì)紗時的斷張率。聚丙烯酰胺作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃。用作印染助劑時，聚丙烯酰胺可使產(chǎn)品附著牢度大、鮮艷度高，還可作為漂白的非硅高分子穩(wěn)定劑
　　（7）其它應(yīng)用。水敏性凝膠：聚丙烯酰胺水凝膠在水中的溶脹性在某一臨界溫度隨濕度的微小變化發(fā)生急劇的突變，體積變化可達(dá)幾十至幾百倍。這一性質(zhì)可應(yīng)用于某些水溶液的提濃，而免除使用高溫，對一些有機(jī)物質(zhì)或生物物質(zhì)的提取頗有價值。食品加工：聚丙烯酰胺可用于制糖工業(yè)用化學(xué)助劑，此外，可用于各種肉類、水果和蔬菜清洗水的凈化以及果酒和啤酒的澄清，使用高分子量的聚丙烯酰胺（水解度25%-30%)，作為絮凝劑可用于糖漿澄清處理，可以盡可能多的除去非糖分，以提高質(zhì)量。電鍍工業(yè)：在電鍍液中，添加聚丙烯酰胺可使金屬沉淀均勻化，使鍍層更加光亮。吸水性樹脂：高吸水性樹脂已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活，這類聚合物凝膠有較高的強(qiáng)度，吸水量可達(dá)自重的數(shù)百倍，甚至上千倍以上。近年由于生產(chǎn)尿不濕和衛(wèi)生巾的高吸水性樹脂需求增長，對聚丙烯酰胺需求量也增長很快。

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