【聚丙烯酰胺】分子量陰離子度和殘留單體含量的參數

聚丙烯酰胺分子量陰離子度和殘留單體含量的參數

    聚丙烯酰胺常簡寫為PAM。糖廠近年使用的各種PAM，實質上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸鈉經過共聚反應生成的高分子產物，有一系列的產品。
丙烯酰胺的分子式為：CH2 = CH－CONH2
丙烯酸鈉的分子式為：CH2 = CH－COONa
聚合物的分子式為： CONH2 COONa
—— CH2－ CH—— —— CH2－ CH—— ——
m n 式中的m與n分別代表丙烯酰胺與丙烯酸鈉的相對數量。它們的比例對聚合物的性質有很大的影響。通常將n對(m+n)的百分比稱為陰離子度或羧基比率，以前通常稱它為水解度：
n n + m 陰離子度 ＝ × 100%。因為－COONa基團在水溶液中容易離解出Na+ 而留下負電基－COOˉ，使大分子帶負電，它們亦稱為陰離子聚合電解質。
PAM的分子量、陰離子度和殘留單體含量是很重要的參數：
（1）分子量
     PAM的分子量很高，且近年來還有較大提高。20世紀70年代應用的PAM，分子量一般為數百萬；80年代以后，多數高效PAM的分子量在1500萬以上，有些達到2000萬。每一個這種PAM分子是由十萬個以上的丙烯酰胺或丙烯酸鈉分子聚合而成 (丙烯酰胺的分子量為71，含十萬個單體的PAM的分子量為710萬)。通常，分子量高的PAM的絮凝性能較好。高分子有機物的分子量，即使在同一產品中也不是完全均一的，標稱的分子量是它的平均值。
（2）陰離子度
     PAM的陰離子度對它的使用效果有很大影響，但它的適宜數值需視所處理的物料的種類和性質而定，不同情況下會有不同的最佳值。根據我們多年的研究和對數十個PAM樣本進行對比試驗與分析，制糖工業所用的PAM陰離子度22～28%較適合，且適應性較強，可用于不同的物料(蔗汁、糖漿、赤糖及原糖的回溶糖漿)以及不同的工藝流程(亞硫酸法、碳酸法和磷浮法) 。國外生產的糖用PAM的陰離子度多數在此范圍。Bennett指出，如果所處理的物料的離子強度較高(含無機物較多)，所用PAM的陰離子度宜較高，反之則應較低。又據克拉克的報告，澳州的糖廠常用20%陰離子度的PAM，而美國佛羅里達州的糖廠常用較高的數值。Cress等的研究發現，在蔗汁中加絮凝劑和除去沉淀物以后，殘留的PAM量與PAM原來的陰離子度有關。而在普通的水處理中，時常用不含羧基的聚丙烯酰胺。
     早期生產的PAM是由丙烯酰胺一種單體聚合而成，原來不含－COONa基團。使用前要先加NaOH加熱，使部分－CONH2 基水解為－COONa，反應式如下：－CONH2 + NaOH －→ －COONa + NH3
   水解過程中有氨氣放出。PAM中酰胺基團水解的比例就稱為PAM的水解度，它即是陰離子度。這種PAM的使用不方便，且性能較差(加熱水解必使PAM分子量和性能明顯下降)，80年代后已很少使用。
    現代生產的PAM有多種不同陰離子度的產品，用戶可根據需要和通過實際試驗選用適當的品種，不需要再行水解，溶解以后即可使用。但是，由于習慣的原因，有些人仍將絮凝劑的溶解過程稱為水解。應當注意，水解的含義是加水分解，是化學反應，PAM的水解有氨氣放出；而溶解只是物理作用，無化學反應。兩者的本質不同，不應混為一談。目前還有一些糖廠的技術人員對此不了解，甚至按以前的概念錯誤操作。
（3）殘余單體含量
    PAM的殘余單體含量是衡量它是否適用于食品工業的重要參數。丙烯酰胺的聚合物是無毒的，在國際上已廣泛用于自來水清凈、食品工業和制糖工業。不過，在工業品聚丙烯酰胺中，難免殘留有微量的未聚合的丙烯酰胺單體，它有一些毒性。因此，必須嚴格控制PAM產品中的殘余單體含量。國際規定用于飲用水和食品工業的PAM中的殘余單體含量不超過0.05%。國外著名產品的這一數值低于0.03%。　鞏義市東方凈水材料有限公司是專業從事水處理材料的研發、生產、銷售于一體的高科技企業，也是國內一家兼備物理水處理和化學水處理的生產企業。我們主要生產:活性炭、無煙煤、精制石英砂、、錳砂(除錳,鐵,砷專用)、承托層卵(礫)石、果殼濾料、磁鐵礦(除鐵專用)、海綿鐵（除氧劑）、蜂窩填料、多面空心球、纖維球、聚合氯化鋁、等系列凈水材料和各種水處理填料. 這些產品主要應用于電力、化工、冶金、煤氣、紡織、印染、石油和城鎮給排水行業的水處理系統。產品行銷全國各地，并出口國際市場。
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