聚丙烯酰胺的制备及研究现状(2)

1.3 分散聚合法

分散聚合法是20 世纪70 年代初由英国ICP 公司[23]首先提出的一种聚合方法，最初主要用于开发非水分散涂料、表面处理剂、粘合剂等。严格来讲，分散聚合是一种特殊的沉淀聚合，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，生成的聚合物不溶解在介质中，聚合物链达到临界链长后，从反应体系中沉析出来。相比于其他聚合方法，分散聚合法在生产工艺、环境友好性及散热等方面都表现出良好的特性[24]，是一种绿色环保的新兴技术。Wang 等[25]描述了由钴卟啉催化的丙烯酰胺（AM）的分散聚合，在温和的热条件下，可获得具有预定分子量的聚丙烯酰胺（PAM）均匀球形颗粒。实验得到了不同AM 和钴卟啉进料比的线性一级动力学，数均分子量（Mn）随单体转化率呈线性增加。研究了单体和钴卟啉的加料比、溶剂、聚合时间以及单体浓度对球形颗粒形貌的影响。随着单体浓度、聚合时间、AM 和钴卟啉的进料比增加，颗粒尺寸有增加的趋势。在没有机械搅拌的情况下，Bai 等[26]将丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠（AMPSNa）在硫酸铵（AS）水溶液中分散共聚，探究了其分散稳定性、粒度、分子量和表观黏度，并提出了一种新的颗粒形成机理和水分散聚合的颗粒稳定性的方法。

2 聚丙烯酰胺的应用

2.1 放射性废液处理

我国放射性废水主要属于中、低放射性废水。随着科学技术的发展，放射性废水的处理已成为人们需要高度重视的问题。聚丙烯酰胺由于其显著的絮凝沉降作用，且pH 适用范围宽，在放射性废水处理中被广泛应用。放射性废水中只需投加少量的聚丙烯酰胺产品，即可以减少排水中的悬浮物，减少水的污染。杨爱丽等[27]以MgCl2作为助凝剂，采用相对分子质量不同的阳离子聚丙烯酰胺，对低放含钚废水进行絮凝处理。以钚去除率为评价指标，确定了较优的絮凝剂及最佳絮凝条件，对絮凝过程中产生的放射性泥浆的体积和沉渣量进行了研究，并与传统无机絮凝剂进行比较。实验中，采用有机絮凝法处理后的废水中，钚放射性浓度低于1Bq·L-1，钚去除率大于95%。结果表明，该方法在低放含钚废水的有效净化处理中具有广阔的应用前景。杜玉成等[28]研究了PAM 对放射性核素133Cs 的吸附规律，以硅藻土和丙烯酰胺/乙烯基阳(阴)离子单体共聚物为原料，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，制备了2 种硅藻土/WO-PAM复合吸附材料。2 种硅藻土/WO-PAM 对放射性核素133Cs 的最大吸附容量分别为165 mg·g-1和217 mg·g-1。初始质量浓度为10 mg·L-1的含133Cs 污水，一次吸附去除率可达99%。

2.2 造纸业

在造纸行业，聚丙烯酰胺广泛用作助留剂、助滤剂、均度剂等，具有提高浆料脱水性能、提高纸张质量、提高细小纤维及填料的留着率、减少原材料的消耗、减少环境污染等优点。在造纸业中常使用白色颗粒状的聚丙烯酰胺，使用效果主要取决于平均分子量、离子性质及其它共聚物的活性。Cui 等[29]采用水溶液共聚法，合成了轻度交联的两性聚丙烯酰胺（Am PAM）。研究发现，Am PAM 在纸张中的强化效果优于相同添加量的商业线性Am PAM 产品。

2.3 石油开采

石油是我国重要的能源之一，与国民经济有着紧密的联系。聚丙烯酰胺具有优良的絮凝性、增稠性和流变调节作用，在石油工业中被应用于钻井添加液、堵水调整剂、防垢剂、三次采油等方面。Wu等[30]基于水解聚丙烯酰胺（HPAM），提出了3 种相关的聚合物体系，研究评估了丙烯酰胺基聚合物的性能。结果表明，该类聚丙烯酰胺可用于替代储层油，提高采收率。Ji 等[31]采用反相悬浮聚合法制备了聚丙烯酰胺，并用SiO2对其进行表面改性，通过单管和双管砂包模型，系统研究了堵塞能力和驱油性能，其中低渗透管采油率提高了19.69%。该研究可为进一步提高采收率（EOR）研究提供候选材料。

2.4 在其他领域的应用

除了在上述领域有着广泛应用，聚丙烯酰胺在建筑业、土壤改良、高吸水性树脂、纳米材料等[32-35]领域也得到了应用研究。随着社会的进步，聚丙烯酰胺的用途被逐渐发掘，需求量也越来越大。

3 未来展望

PAM 在我国放射性废水处理领域中的应用仍处于蓬勃发展时期，预计更多的新品种、相对分子质量更高的PAM 将会被研制出来并投入使用，用量也会有较大幅度的上升。随着对环境保护的日益重视，研究者应该对聚丙烯酰胺的工业化生产技术进行深入研究，充分利用其独特的性质，开拓其应用空间，为各行各业提供便利。

文章来源：《造纸科学与技术》 网址: http://www.zzkxyjs.cn/qikandaodu/2021/0207/344.html