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聚丙烯酰胺的理化性质

日期:2020-06-02 16:22
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摘要: PAM 聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺(AM)单体经自由基引发聚合而成的水溶性线性高分子聚合物,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的摩擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。聚丙烯酰胺(PAM)不溶于大多数有机溶剂,如甲醇、乙醇、丙酮、 乙醚、脂肪烃和芳香烃,有少数极性有机溶剂除外,如乙酸、丙烯酸、乙二醇、甘 油、熔融尿素和甲酰胺。但这些有机溶剂的溶解性有限,往往需要加热,否则无多大应用价值。 在适宜的低浓度下,聚丙烯酰胺溶液可视为网状结构,链间机械的缠结和氢键共同形成...


PAM 聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺(AM)单体经自由基引发聚合而成的水溶性线性高分子聚合物,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的摩擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。聚丙烯酰胺(PAM)不溶于大多数有机溶剂,如甲醇、乙醇、丙酮 乙醚、脂肪烃芳香烃,有少数极性有机溶剂除外,如乙酸、丙烯酸、乙二醇、甘 油、熔融尿素和甲酰胺。但这些有机溶剂的溶解性有限,往往需要加热,否则无多大应用价值。

在适宜的低浓度下,聚丙烯酰胺溶液可视为网状结构,链间机械的缠结和氢键共同形成网状节点;浓度较高时,由于溶液含有许多链一链接触点,使得PAM溶液呈凝胶状。PAM水溶液与许多能和水互溶的有机物有很好的相容性,对电解质有很好的相容性,对氯化胺、硫酸钙、硫酸铜氢氧化钾碳酸钠硼酸钠硝酸钠磷酸钠、硫酸钠、氯化锌、硼酸及磷酸等物质不敏感。

聚丙烯酰胺目数:目数是指物料的粒度或粗细度,目数是单位面积上的方格数.一般定义是指在1英寸*1英寸的面积内有多少个网孔数,即筛网的网孔数。如600目是每平方英寸有600个方网孔,聚丙烯酰胺的目数20~80目,也就是0.85mm~0.2mm之间,这是颗粒状的聚丙烯酰胺的目数大小,粉状聚丙烯酰胺的目数大小可控制在100目左右,目数越大的聚丙烯酰胺越容易溶解,单凭聚丙烯酰胺目数的大小是无法衡量产品的好坏的!

聚丙烯酰胺为白色粉末或者小颗粒状物,密度为1.32g/cm3(23度),玻璃化温度为188度,软化温度近于210度,一般方法干燥时含有少量的水,干时又会很快从环境中吸取水分,用冷冻干燥法分离的均聚物是白色松软的非结晶固体,但是当从溶液中沉淀并干燥后则为玻璃状部分透明的固体,完全干燥的聚丙烯酰胺PAM是脆性的白色固体,商品聚丙烯酰胺干燥通常是在适度的条件下干燥的,一般含水量为5%~15%,浇铸在玻璃板上制备的高分子膜,则是透明、坚硬、易碎的固体,固体聚丙烯酰胺的物理性质见表:

固体聚丙烯酰胺的物理性质:

性质参数

数值

外观

白色粉末或半透明颗粒

气味

无臭

密度(23度)(g/cm3)

1.302

临界表面张力(10-5N/cm)

30~40

玻璃化温度(度)

165

 

188

 

194204

软化温度

210

热失重(度)

初失重,约290

 

失重70%,约430

 

失重98%,约555

热分解气体

 

<300

NH3

> 300

H2CONH3

链结构

链的链接具有一般的头——尾结构,少量有些头——头加成,链的立体结构以无规立构为主

热稳定性

温度超过120度时易分解

溶解性

溶于水,几乎不溶于有机溶剂,如苯、甲苯、乙醇、丙酮、酯类等,仅在乙二醇、甘油、甲方酰胺、乳酸、丙烯酸中溶解1%左右

毒性

无毒,单体有剧毒

腐蚀性

无腐蚀性

吸湿性

固体有吸湿性

毒性

聚丙烯酰胺本身及其水解体没有毒性,聚丙烯酰胺的毒性来自其残留单体丙烯酰胺(AM)。丙烯酰胺为神经性致毒剂,对神经系统有损伤作用,中毒后表性出肌体无力,运动失调等症状。因此各国卫生部门均有规定聚丙烯酰胺工业产品中残留的丙烯酰胺含量,一般为0.5%---0.05%。聚丙烯酰胺用于工业和城市污水的净化处理方面时,一般允许丙烯酰胺含量0.2%以下,用于直接饮用水处理时,丙烯酰胺含量需在0.05%以下。

关于聚丙烯酰胺的毒性,某些阳离子型聚丙烯酰胺的情况就复杂得多,这是因为阳离子型聚丙烯酰胺引入的氨基类等基团,其毒性往往数十至数百倍地高于阴离子型和非离子型,他们的慢性毒性正进一步研究中。

事实上,关于PAM的毒性早在1965年美国道化学公司McCollister等人就曾做了一份关于AM类聚合物的毒理学研究报告,他们对老鼠和狗进行了一次口服和两年连续口服试验,结果表明,即使饲喂5-10%浓度的高聚物也未发现有任何影响。日本有人曾用代表性的三类PAM进行老鼠试验,其结果(LD50(大鼠一次口服))HPAM5000mg/kg以上;NPAM6000 mg/kg以上;CPAM5800 mg/kg以上。标注:【毒性分级(LD50(大鼠一次口服)):<50mg/kg为剧毒、高毒;50-4500mg/kg为低度、中毒;>4500基本无毒】。

国际健康卫生组织1985年出生的聚丙烯酰胺标准指出:聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺量控制在0.05%以下并控制用量时,处理后水中的含量将低于0.25ug/L,符合大多数国家的饮用水标准。PAM商品早已被美国环境保护局或食品、药品管理局批准,可用于饮用水、糖汁澄清、水果、蔬菜洗涤等领域。PAM无毒,但PAM的原料单体AM则是有毒性的,尤其是对哺乳动物的神经有损害,因此,欧美国家包括我国都对食品级PAM中的残余单体AM含量有其严格要求,一般要求低于0.05%,应用的*大剂量也是有限制的,但在废水的处理、污泥脱水等领域里的应用,工作人员没有必要担忧PAM的毒性(残单体)对人体的伤害。