聚丙烯酰胺溶液稳定性影响因素研究应用.doc

辽宁石油化工大学毕业设计（论文）
Graduation Project (Thesis) for Undergraduate of LSHU

题 目
聚丙烯酰胺溶液稳定性影响因素研究
TITLE
Study on Influencing Factors of Stability of Polyacrylamide Solution

学 院
化学化工与环境学部
School
LIAONING SHIHUA UNIVERSITY
专业班级
化工1309班
Major&Class
Chemistry And Chemical Engineering Class
1309
姓 名
刘国洪
Name
Guohong Liu
指引教师
王洪国
Supervisor
Hongguo Wang

年 6 月 20 日

论文独创性声明

本人所呈交论文，是在指引教师指引下，独立进行研究和开发工作所获得成果。除文中已特别加以注明引用内容外，论文中不包括任何其她个人或集体已经刊登或撰写过研究成果。对本文工作做出重要贡献个人和集体，均已在文中以明确方式标明并道谢。本声明法律成果由本人承担。
　　特此声明。

　　　　　　　　　　　　　　　　论文作者（签名）：　 　
　　　　 年 月 日

摘要
随着国内发展越来越好，都市化脚步也越来越快。同步，有某些问题也会随之而来，例如：都市污水解决和石油资源减少。这两个严重问题解决离不开聚丙烯酰胺使用，。因而，聚丙烯酰胺溶液稳定性研究已经在当前国内发展中扮演一种不可或缺角色，
本论文聚丙烯酰胺溶液稳定性影响因素进行了综合分析研究。一方面，在综述某些中简朴地简介了聚丙烯酰胺基本知识、本论文研究目和意义、发呈现状、国内发展史、国外发展史、将来发展趋势、研究现状和环保这些方面进行详细解说。在实验某些中重点详细分析了聚丙烯酰胺溶液稳定性影响因素，实验中重要以温度、光照、pH、矿化度、等为变化条件来分析阐明影响聚丙烯酰胺溶液稳定性变化。
核心词：稳定性、聚丙烯酰胺溶液、单体、丙烯酰胺

Abstract
With the development of our country getting better and better，the pace of urbanization is getting faster and faster. At the same time，there are some problems will follow，such as：urban sewage treatment and oil resources to reduce. The resolution of these two serious problems is inseparable from the use of polyacrylamide. Therefore，the stability of polyacrylamide solution research has now played an indispensable role in the development of our country,
In this paper，the influence factors of polyacrylamide solution stability were studied. Firstly，the basic knowledge of polyacrylamide，the purpose and significance of this research，the current situation of development，the history of domestic development，the history of foreign development，the future development trend，the current situation of research and environmental protection are briefly introduced in the review section. In the experimental part，the influence factors of the stability of polyacrylamide solution were analyzed in detail. The stability of polyacrylamide solution was analyzed by temperature，light，pH，salinity and absorbance.
Key words：stability，polyacrylamide solution，monomer，acrylamide

综述某些
一、 聚丙烯酰胺简介
1.聚丙烯酰胺定义
聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）是丙烯酰胺及其衍生均聚物和共聚物统称，又称PAM。聚丙烯酰胺按分子量高低可分为有低、中、高和超高，整体上来说，低分子量分子量100万如下、中低分子量分质量在100 万~1000万之间、高分子量分子量在1000万以上。因此，高分子量聚丙烯酰胺是分子量在1000万以上有机高分子聚合物。

2.聚丙烯酰胺分子构造
高分子量聚丙烯酰胺分子构造为： 
      CH2
CH
n
CONH2

分子构造式中单个丙烯酰胺分子量是71.08，n值在2×104～9×105之间，由此可得，聚丙烯酰胺分子量普通都是在1.5×106～6×107之间。
3.聚丙烯酰胺分类
依照PAM高分子聚合物链上不同官能团在水溶液中离解性质不同特性，可划提成阳离子型（APAM）、阴离子型（CPAM）、非离子型（NPAM）及两性离子型几种种类。阳离子型普通都具有微量毒性，不适当在给排水工程中使用，因此咱们接触到水解决剂聚丙烯酰胺均属阴离子型或非离子型。
种类
表观
分子量（万）
固含量%
残存度%
水解度
运动粘度
使用范畴
两性离子型
白色颗粒
500--1200
≥88
≤0.2
5-50

带式机离心式压滤机
阳离子型
白色颗粒
500--1200
≥88
≤0.2
5-80

带式机离心式,压滤机
阴离子型
白色颗粒或粉末
300--2200
≥88
≤0.2
10-35

水PH值为中性或碱性
非离子型
白色颗粒
200--1200
≥88
≤0.2
0-5

水PH值为中性或碱性

4.聚丙烯酰胺特点
高分子量聚丙烯酰胺（PAM）因其每一种小构造单元中具有酰胺基（C3-H7-N-O）、容易形成氢键（HF），使其具备良好水溶性和很高化学活性，可通过接枝、交联等化学反映得到各种各样有关衍生物。
高分子量聚丙烯酰胺（PAM）是由丙烯酰胺单体聚合而成有机物高分子聚合物，无色无味、无臭、易溶于水，没有腐蚀性。
高分子量聚丙烯酰胺在常温下比较稳定，高温、冰冻时容易发生降解，故其贮存与配制投加时，温度应控制在2℃～55℃之间。
5.聚丙烯酰胺使用特性
聚丙烯酰胺具备如下最为明显使用特性：（1）粘合性：能通过机械、物理、化学作用，起粘合伙用效果；（2）絮凝性：聚丙烯酰胺（PAM）能使悬浮物质通过电中和，架桥吸附作用，起絮凝作用效果；（3）降阻性：聚丙烯酰胺（PAM）能有效地减少流体摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50—80%，起降阻作用效果； （4）增稠性：聚丙烯酰胺（PAM）在中性和酸性条件下均有增稠作用，当PH值在10以上PAM易水解。呈半网状构造时，增稠将更明显，体现增稠作用效果。由于这些独特特性，使得其应用到众多行业之中，被称为“百业助剂”称号真是不二之选。当前其国内重要应用现状是：石油开采（油驱技术）、水解决（去污）、纺织（具备强吸湿性,优良吸附性和分散性）、造纸（具备强吸湿性,优良吸附性和分散性）、农业（改良土壤构造，提高土壤保水、保土、保肥、保温能力）等行业。国外重要应用领域为水解决（去污）、造纸（具备强吸湿性,优良吸附性和分散性）、矿山（提高固液分离效果，减少尾矿流失和环境污染）、冶金（固液分离）等；国内当前用量最大是石油开采行业，用量增长最快是水解决领域和造纸行业。预测，～，聚丙烯酰胺在石油开采、采矿、造纸及水解决四大应用领域市场将以7.2%年均复合增长率持续增长。因而，对聚丙烯酰胺研究使用十分必要，总结其最新研究进展非常重要。
5.聚丙烯酰胺用途
①　 作为油田调剖堵水剂，使其与交联剂、稳定剂、促凝剂结合，反映生成具备聚合凝胶和树脂凝胶高强凝剂胶堵水剂。它通过附着、物理堵塞等作用堵塞地层孔隙和裂缝，调节不同比例，可控制凝胶时间长短，以适应不同地质清况变化。
②　 用作各种油污、有机、无机、污水、复杂污水解决。在PH变化不定污水系统中，两性离子协同效果远远比单一离子聚丙烯酰胺使用效果好，如果把阳离子聚丙烯酰胺与阴离子聚丙烯酰胺配合使用则会发生反映产生沉淀，沉淀能把污水中杂质等带走。因此两性离子产品最为抱负。
③　 用于污泥脱水。聚丙烯酰（PAM）破坏颗粒构造从而释放水分，其憎水性可使水分和颗粒粉末进行脱离。
④　 聚丙烯酰胺PAM在造纸行业中广泛用作驻留剂、助滤剂、均度剂、水解决净水剂等。它作用是可以大大地提高纸张质量，提高浆料脱水性能，提高细小纤维及填料留着率，减少原材料消耗、节约成本以及对环境污染等。总之，在造纸行业中最后使用效果是取决于其平均分子量、离子性质、离子强度及其他共聚物活性。

6. 聚丙烯酰稳定性概括
聚丙烯酰胺水溶液稳定性已能满足许多方面因素规定，但溶液粘度随浓度、时间、温度、剪切速率及环境和原料因素等发生变化，从而影响其实际应用效果。
　　聚丙烯酰胺（PAM）与许多水溶性高分子同样，聚丙烯酰胶水溶液长期放置时，其粘度随其逐渐下降，从而影响其性能并给溶液性能测定增长一定难度。“—般以为这是大分子链在氧化作用下发生降解反映因素。光、热和机械作用也可引起降解。并且，聚丙烯酰胺溶液在泵送或向地下注入流动过程中都会发生明显剪切降解，剪切降解限度与其相对分子质量大小关于。微生物存在是会侵蚀聚丙烯酰胺，它是基于真菌降解复杂构造高分子方面非特异性降解酶系统。
在干燥时候，具备强烈水分保存性，不易干燥充分；干燥固体粉末在长期中，由于吸取了空气中水分，继而容易发潮。聚丙烯酰胺水溶液放久后就容易发生老化，粘度也减少了，性能因而也变差，受到影响。在聚丙烯酰胺溶液需长期放置时，要加入适量稳定剂来防止其被氧化和降解，否则会影响到其絮凝效果，从而可以看出了聚丙烯酰胺胺溶液稳定性很容易受影响。

二、 聚丙烯酰胺溶液稳定性研究背景及意义
研究背景：从国内发展历史中可以看出（详细内容在发展史中详细），一种方方面，国内当前都市化已经变成事实，在国内都市化率达到一定比例时，我有些问题就随之而来，例如：都市污水解决、都市环保等；另一种方面，咱们都懂得石油是不可再生资源，这就意味着只要咱们石油资源会越来越少，在这种状况下，聚丙烯酰胺在石油开采中占到了一种很重要地位，它被作为增稠剂、稳定剂和沉降絮凝剂。从上面两个方面咱们可以简朴懂得这些问题都和聚丙烯酰胺性质和性能关于。
研究意义：从当前为止，国内聚丙烯酰胺性质以及性能这方面还没有到最佳。在某些生产环境下，聚丙烯酰胺溶液稳定性不稳定，需要更多研究和摸索，争取在各种生产环境下均有相应产品，满足相应需求。

三、聚丙烯酰胺发呈现状
在石油开采这个行业中，聚丙烯酰胺具备增稠、絮凝和对流体变性调节作用。重要可用作为钻井泥浆增稠剂、稳定剂和沉降絮凝剂。将聚丙烯酰胺加入到钻井泥浆中，可以增长泥浆黏稠度，大幅度地提高悬浮力,使泥浆分散均匀，控制失水，增长稳定性，减少摩阻力，提高固定油井速度；在三次采油中加入聚丙烯酰胺，可明显增长驱油能力，避免击穿油层，提高油床开采收率；聚丙烯酰胺还可用作压裂液添加剂，可以增长粘度，提高悬砂能力，减少过滤损失、减少模阻；此外，还可用作水油比例控制剂、缓速剂和暂堵剂等。在水解决方面，聚丙烯酰胺作为絮凝剂，广泛应用于都市污水、生活污水、工业废水等解决以及各种地下水和工业悬浮液固液分离。在采矿、洗煤方面，采用聚丙烯酰胺作絮凝剂，可增进固体沉降,使水澄清，同步，可回收大量有用固体颗粒，避免对环境导致污染。用作印染助剂时，可使产品附着牢度大，鲜艳度高。在纺织工业方面，聚丙烯酰胺作为织物后解决上色剂和整顿剂，可以生成柔顺、防皱及耐霉菌保护层；运用它强吸湿性特点，能减少纺细纱生产过程中断线率。在造纸工业方面,聚丙烯酰胺用作分散剂，可以改进纸页均匀度;并且还用作增强剂，能有效提高纸张强度；用作助留剂、滤水剂、沉降剂，能提高填料和细小纤维存留率，加速脱水速度，还可沉淀污水、减少污染。在电解冶金方面，添加聚丙烯酰胺，可改进金属在阴极沉积质量，并增长电流效率；在制糖业方面，聚丙烯酰胺可加速蔗汁中细粒子下沉，增进过滤性能和提高滤液清澈度。在养殖业方面，聚丙稀酰胺可改进水质,增长水透光性能，从而改进水光合伙用。最后，聚丙烯酰胺还可以用作隧道、水坝等工程堵水固沙化学灌浆和水下和地下建筑物防腐剂，还可用作土壤改良剂、粘结剂、纤维改性剂、光敏树脂交联剂等。

四、国内发展史
国内聚丙烯酰胺产品开发及应用始于20世纪50年代末期，1962年上海天原化工厂建成全国唯一套聚丙烯酰胺生产装置设备，生产水溶胶产品（水溶胶是以水作为分散介质溶胶。其中分散粒子可以是单个大分子，也可以是许多分子汇集体），然后，吉化公司研究院、中科院广州化学所也成功地研制聚丙烯酰胺并投入生产。1966年，在兰州白银有色金属公司筹建了国内第一条聚丙烯酰胺生产线。在聚丙烯酰胺（PAM）应用研究方面，国内较早用于矿物精选，而后在制糖、造纸、钢铁、水解决等领域应用逐渐扩大。当前聚丙烯酰胺重要应用领域为石油开采、水解决、造纸、高吸水树脂、冶金和洗煤等工业技术。其消费构造比例为：油田开采占百分之八十一、水解决占百分之九、造纸占百分之五、矿山占百分之二、其他占百分之三，国内聚丙烯酰胺生产能力不断增长，有关研究也不断进一步。在这个时期国内生产厂家已经达到六十多家，总生产能力约为十六万吨／年，总消费量约为十二万吨／年。其中生产能力在五千吨／年以上生产厂家重要有大庆油田有限公司化工总厂聚合物厂、北京恒聚油田化学剂有限公司 (即北京朝 阳水解决剂厂)、广东李坛精细化工厂、山东淄川万松集团公司淄川社阳水解决剂厂 、天津市冰峰有机化工有限公司、山西太原重工 (集团)祁县聚合物有限责任公司以及河北冀油田化学厂等；生产能力在 -吨／年生产厂家重要有抚顺双庆化工有限责任公司、辽宁大连力佳化学制品公司、四川篷溪县顺达利聚合物有限公司、山东胜利油田钻井泥浆助剂厂、山东胜利油田聚合物有限公司、江苏武进精细化工厂、广东杏坛精细化工厂等 ，其他公司生产能力均在 吨／年如下 。产品重要涉及非离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、亚胺基聚丙烯酰胺、磺甲基聚丙烯酰胺、胺基聚丙烯酰胺 、羟甲基聚丙酰胺以及水解聚丙烯酰胺盐等。在1995年，大庆油田有限公司化工总厂聚合物厂从法国SNF公司引进5万吨／年聚丙烯酰胺生产装置，当时是国内最大聚丙烯酰胺生产装置 ，在，国内聚丙烯酰胺产量达到5.2万吨，产品分子量达1500万，进口量总量高达为2万公吨左右。国内对聚丙烯酰胺总需求量已达到142 kt，其中石油开采仍是聚丙烯酰胺占重要消费领域，占总消费量百分之七十，其他饭方面消费比例也有所增长。当前已能生产非离子、阳离子型PAM，并按胶体、干粉、胶乳等剂型以及分子量和离子度不同分为许多牌号产品。国内PAM产品和国外产品重要差距是在生产品种上，国外阳离子产品占高分子合成絮凝剂总量半数以上，而国内仅为 6％，且产品分子量较低。到当前为止，国内生产厂家有100多家，当前国内聚丙烯酰胺生产厂重要生产阴离子型聚丙烯酰胺干粉，阳离子聚丙烯酰胺生产厂生产规模小，它们绝大多数生产能力都在100 t／a如下。重要生产厂家有北京希涛技术开发有限公司、华东理工大学、无锡新宇、中石化北京化工研究院、广州聚丙烯酰胺工程技术中心、淄博永胜化工厂、天津有机化工厂、苏州安利化工厂、石油勘探开发科学研究院等。这些生产单位所采用阳离子单体也重要依托进口。国内对于阳离子聚丙烯酰胺各种合成办法进行了广泛研究，但是由于工业化开发技术水平还处在初步阶段。随着社会发展．国家对污水治理力度加强，污水解决及污泥脱水用阳离子聚丙烯酰胺会有越来越大市场。当前国内聚丙烯酰胺产品在种类和品质上还不能完全满足客户需求，大庆油田化学助剂厂重要以满足石油开采所需化学助剂趋油应用为主，其他规模技术相对落后厂家仅能满足水解决等普通用途。

五、国外发展史
当前，世界上聚丙烯酰胺总生产能力约为450kt／a，产量约400kt／a，美国、日本、欧洲是聚丙烯酰胺重要生产和消费地，其生产能力约占世总生产能力85％。国外聚丙烯酰胺（PAM）生产厂家重要有美国是道化学公司、联合胶体公司、氰胺公司、拉尔科公司，日本是日东化学公司、三井东亚公司、三井氢胺公司、三菱化学公司、三洋化成公司、Arakawa公司、Harimo公司，英国是汽巴特种化学品公司，法国是SNF圣泰公司，德国斯托豪森公司、巴斯夫公司和英国联合胶体公司等。
20世纪90年代后期，美国、西欧、日本聚丙烯酰胺消费量分别为12.0万吨、8.6万吨、6.3万吨。到，这三大市场消费量将分别增长到19万吨、13万吨、8万吨；加上亚洲市场(日本除外)及其她地区20万吨左右需求量，在时候全球聚丙烯酰胺总需求量在 60万吨左右。重要驱动因素：①环保；②水资源运用；③石油开采。
六、将来发展
PAM是典型精细化工产品。 当前国内聚丙烯酰胺（PAM）生产与国外先进水平相比依然还存在很大差别，特别在专用性产品和各类稠基团共聚改性衍生物品种中，数量和性能也存在着有较大差距。此外，生产技术落后，总体生产规模小，单机生产能力低、产量低、品种少、质量差。国外先进生产厂家有乳液、悬浮液、粉末状等各种形式产品，分子量超过1900万，性能优越。然而，国内工业产品重要是粉剂和胶体，产品分子量较低，普通在500万到800万之间，分子量分布范畴较宽，抗矿化度及耐剪切能力低，技术落后。为了使国内聚丙烯酰胺（PAM）系列产品赶上和超过世界先进水平，还需大大改进既有生产工艺，采用先进生化法聚丙烯酰胺生产技术，这既是精细化工突破，又是生物化工重要突破。只有这样才干提高国内PAM 生产水平，除了继续扩大聚丙烯酰胺（PAM）在石油开采、水解决及造纸等工业上应用外，还要大力开发PAM在制糖、感光材料、吸水性树脂、电镀、食品、矿冶等领域中应用，以满足各个领域需要。
在，尽管全球聚丙烯酰胺市场受金融危机影响呈现衰退迹象，但此后将逐渐回暖，到，市场规模将达到25.1亿美元。市场发展重要动力来自于下游行业（机械制造、食品加工、木材加工）复苏、行业环保政策规定与产品有关技术服务带来良好收益以及新兴市场迅速成长等。
在石油开采工业中，聚丙烯酰胺被用于钻井凝聚剂使用，也被用于三次采油。由于当前原油开采成本不断增长，当达到一定水平时，公司必要采用三次采油工艺来平衡价格。钻井和勘探活动复苏也会增进聚丙烯酰胺消费增长。在钻采过程中，300万-600万低分子量聚丙烯酰胺可用作絮凝包被剂来使用。　
聚丙烯酰胺在采矿工业中应用也十分广泛，不但可以用来分离矿物和矿石，还可以作为絮凝剂应用于废水解决，以及密封采矿管道等。由于复杂定价构造，从当前来看，中华人民共和国和美国采矿业正在复苏，采矿活动日益活跃，南美钴、煤、铜、黄金、钻石和铁矿砂市场需求也在不断上升，这将推动全球聚丙烯酰胺市场增长。
对造纸行业而言，聚丙烯酰胺（PAM）重要用作纸浆纤维和添加剂黏结剂，或者是用于废水解决。和成熟欧洲和北美市场比起来，中华人民共和国、南美、印度和其她亚太地区市场增长势头令人看好。但是，在造纸生产增速放缓是由于经济发展趋于平缓和欧洲债务危机影响，从而阻碍了聚丙烯酰胺市场发展。此外，造纸行业自身技术含量不高，市场需求也较为稳定，这也就决定了用于该行业聚丙烯酰胺所能创造有限利润空间。
最后，聚丙烯酰胺在市政污水解决和工业废水解决领域也扮演一种不可或缺角色。日益严格法律法规也增进了水解决工业发展，市政污水解决领域不但未受到金融危机影响，反而体现出良好增长势头。涉及摩洛哥、突尼斯、阿尔及利亚和埃及等国家在内北非地区浮现了非常大市场，而其她某些国家，例如沙特阿拉伯和卡塔尔，也正在加大对水解决私有化投资。此外，在工业废水解决方面，煤炭开采和热电站建设提供了巨大业务发展空间，在和人民最贴近生活方面，中水回用技术日益关注也是一种市场推动因素。

八．聚丙烯酰溶液稳定性有关研究简述

1.疏水缔合聚丙烯酞胺溶液稳定性研究，这是重要研究是在高温下用胜利油田采出液模仿水配制疏水缔合聚丙烯酞胺溶液稳定性及适当它稳定剂，它具备优良耐温耐盐性能疏水缔合水溶性聚合物就是其中一种。疏水缔合水溶性聚合物分子在水溶液中由于静电、氢键或范德华力作用而在分子间产生具备一定强度但又具备可逆反映物理缔合，形成巨大三维网状构造，增大了流体力学体积，具备较好黏性，在高温作用下，聚合物溶液会由于氧化作用、热破坏等因素使粘度减少，从而失去原本使用价值。
2.某些水解聚丙烯酞胺溶液稳定性影响因素，当前，某些水解聚丙烯酞胺被广泛应用于油田三次采油中，运用HPAM作为聚合物驱对提高石油采收率效果十分明显，已成为是中后期油田生产中至关重要一种环节。然而，HPAM溶液在储存、使用(注人地层到采出)以及采出液解决过程中，聚丙烯酞胺会发生缓慢降解过程，聚丙烯酞胺自身安全无毒，但是由于在降解过程中释放出丙烯酞胺单体，丙烯酰胺是具备都行，会对本地环境导致潜在危害。并且丙烯酸胺具备神经性和遗传生殖性毒性。
3.碱/聚合物复合驱溶液中聚丙烯酞胺稳定性，聚合物降解反映重要有物理(热、光、剪切等)和化学(水解、氧化、微生物酶解等)两个方面，HPAM在高温聚合物驱中应用核心问题是化学稳定性，它在高温下发生两种降解，即酞胺基水解和大分子链降解，其中最普遍是水解，在碱/聚合物复合驱油体系中，水解现象尤为突出.酞胺基水解重要依赖于体系pH值、温度、聚合物原始链构造三个因素，水解成果是增大聚电解质效应，使聚合物分子链更加舒展，粘度增长，但此时主链上与酞胺基和梭基相连接叔碳原子上氢原子更加暴露出来，更易发生氧化降解反映，导致粘度迅速下降.大分子链降解与试样纯度、合成办法、矿化水中离子性质、氧含量、温度及剪切条件等关于。为了达到稳定聚丙烯酞胺水溶液粘度目，可在碱/聚合物溶液中添加稳定剂，以保持聚合物长期稳定性。
九． 聚丙烯酰胺研究对环保影响
一方面，咱们简朴地做一种算数问题，按平均来看，一种人一天用水量5kg,那么一天国内一天污水量是65亿kg，可想而知，随着国内都市化和工业方面获得高速发展同步，环境污染也变得越来越严重以及恶化，当前，国内都市污水解决量非常大，特别是对絮凝剂需求量变得非常大。虽然研究人员在聚丙烯酰胺应用方面获得了很大进展，特别是对聚丙烯酰胺作为絮凝剂合成、性能及应用关系研究和增进产品工业化方面，还需要进一步提高和学习研究。水解决行业约占中华人民共和国聚丙烯酰胺（PAM）总消费量11%，从这个比例可以看出，发展前景相称大。与发达国家相比之下，国内都市污水解决率、工业水重复运用率和工业废水解决率相称低。因而，随着中华人民共和国整体工业生产能力和技术水平提高，聚丙烯酰胺（PAM）应用领域将会日益扩大，用量也会逐渐增长，聚丙烯酰胺（PAM）在各领域市场潜力也将逐渐显现。它发展也会向追求更高效、更便宜、更环保是聚丙烯酰胺（PAM）研制目的，开发低残留率聚丙烯酰胺（PAM）是当前一种重要发展方向。污水成分日趋复杂,老式絮凝剂品种已远远不能满足使用规定，减少生产成本是开发新型当务之急。在理论和实践双重驱动下，复合型聚丙烯酰胺和专用聚丙烯酰胺研究和开发对环保和再生资源运用有重要意义。
    中华人民共和国环保和生态建设方面已经获得了重大成绩和成果，但生态总体恶化趋势尚未从主线扭转，环境治理任务之艰巨是必然。预测到2030年，全国都市污水总排放量将超过800亿m3，为保护都市水资源，应增长污水年解决率。否则，水质将继续恶化直到完全丧失使用功能。随着科学发展战略全面实行和人们生活水平提高，人们越来越注重环保和生活质量，污水解决也越来越受到人们关注。由于中华人民共和国污水解决量大，对絮凝剂需求也非常大，而中华人民共和国产品质量却不高，大某些都需要进口，国外产品高昂价格限制了中华人民共和国环境健康发展。因而开发出新技术，新工艺以及高效无毒、质量高、效果好、成本低产品，对于提高环保具备十分现实意义。

实验某些
1. 实验仪器及药物
表2.1.1 实验原料和试剂一览表
原料和试剂
规格
生产厂家
丙烯酰胺
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
尿素
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
GH
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
EDTA
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
V44
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
NaHSO4
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
过硫酸铵
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
增改剂
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
PO3丙烯酸
分析纯
国药集团化学试剂有限公司

表2.1.2 实验仪器一览表
仪器名称
生产厂家
不锈钢电热蒸馏水器
天津市泰斯特仪器有限公司
电子天平
深圳市科衡仪器电子有限公司
HH-S1s.数显恒温水浴锅
金坛市大地自动化仪器厂
高速万能粉碎机
北京市永明医疗仪器有限公司
DF-101S集热式恒温磁力搅拌器
巩义市予华仪器有限责任公司
101-1AB电热鼓风干燥箱
天津市泰斯特仪器有限公司
SYD-1884石油产品密度实验器
上海昌吉地质有限公司

2. 聚丙烯酰制取
取一定量聚丙烯酰胺（AM）放在烧杯中，然后依次加入连增长基、尿素、EDTA、水，加完之后套上保鲜膜，用橡胶圈固定，在中间插上温度计，在烧杯出口处留一种孔，这个孔是用来通入氮气，做好这些之后就开始通入氮气20min，20min后加入——。继续通入氮气5min，这段时间后加入引起剂（），加入引起剂之后注意观测温度变化、溶液与否有粘稠和拉丝现象，如果有了阐明聚丙烯酰胺制取成功，否则需要高温或者光照来实现。
特别提示：AM有毒，在这个实验操作过程中一定要做好防护办法
3. 聚丙烯酰胺溶液配制
准备好实验药物和仪器，打开电子天平将其置零，放上称量纸并去皮，用小勺取出一定量药物放在称量纸上，待显示数字稳定后读取数值并做好记录，然后把药物小心翼翼地放入事先烘干锥形瓶中，用量筒量取一定量蒸馏水倒入其中，塞上瓶塞，手动晃动1-2min，重要是把附着在容器壁上粉末去掉。放入适当磁转子并将其固定在集热式恒温加热磁力搅拌仪器上，溶解40min到8h之间，每隔40min观测一下溶解状况，待容器底部没有明显颗粒时表白溶解完全。
特别提示：
4. 聚丙烯酰溶液稳定性测定
4.1黏度测定
聚丙烯酰胺溶液是很粘稠，普通分子量越高聚丙烯酰胺溶液粘度越大，这是由于聚丙烯酰胺大分子是细而长链状体，在溶液中运动阻力很大。粘度实质是反映溶液内磨擦力大小，亦称为内磨擦系数。各种高分子有机物溶液粘度都较高，并随分子量升高而增大。
 黏度计清洗和干燥 取黏度计，置铬酸洗液中浸泡2h以上（沾有油渍者，应依次先用三氯甲烷或汽油、乙醇、自来水洗涤晾干后，再用铬酸洗液浸泡6h以上），自来水冲洗至内壁不挂水珠，再用水洗3次120℃干燥，备用。
按各品种项下规定测定温度调节恒温水浴温度。
取黏度计，在支管F上连接一橡皮管，用手指堵住管口2，倒置黏度计，将管口 !插入供试品（或供试溶液）中，自橡皮管另一端抽气，使供试品布满球C与A并达到测定线m2处，提出黏度计并迅速倒转，抹去黏附于管外供试品，取下橡皮管接于管口1上，将黏度计垂直固定于恒温水浴中，并使水浴液面高于球C中部，放置15min后，自橡皮管另一端抽气，使供试品布满球A并超过测定线m1，开放橡皮管口，使供试品在管内自然下落，用秒表精确记录液面自测定线m1下降至测定线m2处流出时间；依法重复测定 3次以上，每次测定值与平均值差值不得超过平均值±5%。
另取一份供试品同样操作，并重复测定3次以上。
以先后两次取样测得总平均值按公式计算，即得。
测定动力黏度时，按“相对密度测定法”原则操作规程测
计算公式
ν（mm2/s）=Kt
η（Pa·s）=10-6·Kt·ρ
式中 K为用已知黏度原则液测得黏度计常数，mm2/s2[见附注]；
t为测得平均流出时间，s；
ρ为供试溶液在相似温度下密度，kg/m3。

4.2分子量测定

5. 稳定作用机理分析
5.1氢键与缔合伙用
一方面，聚丙烯酰胺属于有机胺中酰胺类，有机胺类化合物也属于多羟基化合物，它们普通被用作工业稳定剂，重要是产生大量氢键，氢键是由于它能同步和几种聚合物分子内H或者O原子结合，使分子间范德华力变大;同步，由于极性分子之间互相作用，有机胺分子也与各种聚合物分子形成一种特殊“缔合”构造。在范德华力与缔合构造共同作用下，分子线团伸展限度更大，流体力学体积也变大，因而，溶液粘度变大。
5.2自由基连锁反映
(1)链引起:通过光、热、引起剂和溶液氧共同作用下，如：P-H(聚合物分子链)构造薄弱处开始产生 P• （聚合物分子自由基）:
P-H（聚合物分子）+O2→P•+HOO• （1-5）
（2)链增长:引起所生成自由基与没有解离分子反映，在生成产物同步又生成心自由基，新自由基又继续反映，如：P•与O结合形成过 POO•(过氧化自由基):
P• + O → POO• (1-6)
产生POO·促使链增长反映开始进行，生成产物是POOH氢过氧化物)和P.:

POO• + P-H →POOH + P• (1-7 )
上述(1)与(2)反映重复发生，致使聚合物氧化反映重复发生，产生POOH
也始终增长;与此同步，上述反映新生成PO•与 HO•还能再参加反映，这就是所谓歧化反映:
POOH → PO• + HO• （1-8）
2POOH → PO• + POO•+ HO （1-9）
PO• + P—H → POH + P• （1-10）
HO• + P—H → P• + HO （1-11）
(3)链终结:自由基可以通过彼此耦合或岐化而失去活性，并且，尚有当以上各个反映生成自由基都达到一定浓度时，自由基反映终结。如：由于反映产生POO·最多，因而它自身终结是重要反映，然后是POO•与P•，及P•自身终结反映。
2 POO• → POOP +O2 （1-12）
POO• + P• → POOP （1-13）
2P• → P-P （1-14）
以上例子是只要溶液中存在溶解氧，以上一系列反映就会持续发生，其中，导致溶液粘度发生变化重要因素是生成POOH也许迅速分解或通过一段时间后分解成更多自由基。

6. 影响因素分析
6.1 制备因素
6.1.1 AM
6.1.2 引起剂
6.1.3 链增长基
6.2 外界因素
6.2.1 光照
6.2.2 pH值
6.2.3 矿化度
6.2.4 温度
缔合反映是放热过程，升高温度会削弱分子缔合倾向，甚至完全消失。在高温作用下，聚合物分子链发生断裂，
6.2.5 质量浓度
7.结论
7.1内在因素
7.2外在因素

若想保证聚合物溶液粘度长效，可以采用如下方式:（1）防止产生自由基;（2）防止自由基进一步发生反映，清除己有自由基;（3）改进反映条件，将溶解氧以及其他活性杂质尽量完全消除。
现如今，抗氧剂重要分为防止型抗和链断裂型。防止型是指运用某种手段制止或者减小自由基产生概率，以防发生自由基反映。链断裂型运用原理是夺取自由基反映时所需P•或 POO• ，来减缓氧化反映进程。两者相比，防止型抗氧剂能更迅速防止自由基反映发生。
粘度稳定性实验中使用是一种防止型抗氧化剂硫代硫化物，可和POOH发生反映，制止POOH进一步分解，终结自由基连锁反映发生。

参照文献