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2012年,我國聚丙烯酰胺的主要應(yīng)用領(lǐng)域為石油開采、湖南長沙水處理、湖南長沙造紙、湖南長沙高吸水性樹脂、湖南長沙冶金和洗煤等。其消費結(jié)構(gòu)為:油田開采占81%,水處理占9%,造紙占5%,礦山占2%,其他占3%。石油開采是我國聚丙烯酰胺 的消費領(lǐng)域,其消費量占國內(nèi)總消費量的81%。水處理是我國聚丙烯酰胺的第二大消費領(lǐng)域,我國城市污水處理率不足30%,工業(yè)水的重復(fù)利用率為60%,工業(yè)廢水處理率為77%,與發(fā)達(dá) 相比差距很大。聚丙烯酰胺作為絮凝劑在我國城市水處理以及化工、湖南長沙冶金、湖南長沙造紙、湖南長沙印染、湖南長沙制糖、湖南長沙味精、湖南長沙煤炭、湖南長沙建材等行業(yè)的廢水處理的用量將不斷增加,在高吸水性樹脂、湖南長沙水泥增強(qiáng)劑、湖南長沙粘合劑、湖南長沙皮革復(fù)鞣劑等領(lǐng)域。
聚丙烯酰胺凝膠可用作非凝血酶原粒化劑,外科,隱形眼鏡原料,微膠囊的外層包復(fù)料,并用作制造高質(zhì)量的止血拴,婦女衛(wèi)生巾及小兒尿布等。粒度幾百微米到幾十微米的聚丙烯酰胺可用于色譜填料(例如凝膠色譜柱填料)),可有效地分離細(xì)胞色素等球形蛋白質(zhì)。并能進(jìn)一步對蛋白質(zhì)脫鹽、湖南長沙當(dāng)?shù)貪饪s等。聚丙烯酰胺樹脂經(jīng) Mannich反應(yīng),在酰胺基側(cè)鏈上經(jīng)亞甲基橋引入L-脯氨酸或L-羥脯氨酸,在與銅離子配位,得到手性配體樹脂,它對一系列DL-氨基酸進(jìn)行有效拆分。經(jīng)Hofmann降解得到的聚乙烯胺樹脂上手性氨基酸再與銅離子絡(luò)合, 作為配體交換色譜的固定相,可對一系列氨基酸進(jìn)行拆分,對芳香氨基酸的拆分效果尤佳,由于骨架的親水性較強(qiáng),大大縮短了拆分時間。
水處理包括原水處理、湖南長沙本地污水處理和工業(yè)水處理等。在原水處理中與活性炭等配合使用, 可用于生活水中懸浮顆粒的凝聚、湖南長沙本地澄清。用有機(jī)絮凝劑丙烯酰胺代替無機(jī)絮凝劑, 即使不改造沉降池, 凈水能力也可提高 20%以上; 在污水處理中, 采用聚丙烯酰胺可以增加水回用循環(huán)的使用率, 還可用作污泥脫水; 工業(yè)水處理中用作一種重要的配方藥劑。聚丙烯酰胺在國外應(yīng)用 的領(lǐng)域是水處理, 國內(nèi)在此領(lǐng)域的應(yīng)用正在推廣。聚丙烯酰胺在水處理中的主要作用:
減少絮凝劑的用量。在達(dá)到同等水質(zhì)的前提下, 聚丙烯酰胺作為助凝劑與其它絮凝劑配合使用, 可以大大降低絮凝劑的使用量; (2) 改善水質(zhì)。在飲用水處理與工業(yè)廢水處理中, 聚丙烯酰胺與無機(jī)絮凝劑配合使用, 可明顯改善水質(zhì); (3) 提高絮體強(qiáng)度與沉降速度。聚丙烯酰胺形成的絮體強(qiáng)度高, 沉降性能好, 從而提高固液分離速度, 有利于污泥脫水; (4) 循環(huán)冷卻系統(tǒng)的防腐與防垢。聚丙烯酰胺的使用可大大減少無機(jī)絮凝劑的用量, 從而避免無機(jī)物質(zhì)在設(shè)備表面的沉積, 減緩設(shè)備的腐蝕與結(jié)垢。
聚丙烯酰胺在市政污水處理和工業(yè)廢水處理領(lǐng)域也扮演著重要的角色。日益嚴(yán)格的法規(guī)促進(jìn)了水處理工業(yè)的發(fā)展,市政污水處理領(lǐng)域不僅未受到金融危機(jī)的影響,反而表現(xiàn)出良好的增長勢頭。包括摩洛哥、湖南長沙當(dāng)?shù)赝荒崴?、湖南長沙當(dāng)?shù)匕柤袄麃喓桶<暗? 在內(nèi)的北非地區(qū)出現(xiàn)了新的市政污水處理市場,而其他一些 ,例如沙特阿拉伯和卡塔爾,也正在加大對水處理的私有化投資。在工業(yè)廢水處理方面,煤炭開采和熱電站建設(shè)提供了巨大的業(yè)務(wù)空間,而對中水回用技術(shù)的日益關(guān)注也是一個市場推動因素。
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聚丙烯酰胺溶液的粘度隨高聚物分子量的增大而增大,這是由于高分子溶液的粘度由分子運動時分子間的相互作用產(chǎn)生。當(dāng)聚合物相對分子質(zhì)量約為106時,高分子線團(tuán)開始相互滲透,足以影響對光的散射。含量稍高時機(jī)械纏結(jié)足以影響粘度。含量相當(dāng)?shù)蜁r,聚合物溶液可視為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),鏈間機(jī)械纏結(jié)和氫鍵共同形成網(wǎng)的節(jié)點。含量較高時,溶液含有許多鏈-鏈接觸點,使高聚物溶液呈凝膠狀。因此,高聚物相對分子質(zhì)量越大,分子間越易形成鏈纏結(jié),溶液的粘度越大。
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