Полиакриламид это – Применение — полиакриламид — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Полиакриламид - это... Что такое Полиакриламид?

Полиакриламид (сокр. ПАА) — общее название группы полимеров и сополимеров на основе акриламида и его производных.

Элементарное звено макромолекулы полиакриламида

По правилам ИЮПАК основное название поли(2-пропенамид) или поли(1-карбамоилэтилен), общая формула (-CH2CHCONH2-)n.

Получение и химические свойства

Синтез

Основным методом синтеза полимеров на основе акриламида (АА) и других ненасыщенных амидов является радикальная полимеризация, которую можно проводить всеми известными способами: в массе кристаллических и расплавленных мономеров, в растворе, эмульсии и суспензии. Каждый из способов имеет свои особенности, обусловливающие свойства полимеров и технико-экономические показатели производства. Ниже рассмотрены закономерности и технологические аспекты гомополимеризации АА и других ненасыщенных амидов при различных способах синтеза. Кроме того, в эту главу включены разделы, касающиеся специфики полимеризации АА с другими мономерами и прививки АА к различным полимерам.

Гомогенная полимеризация

К гомогенной полимеризации относятся процессы полимеризации в растворителях, в которых растворимы и мономер, и полимер. Для полиакриамида (ПАА) число таких растворителей невелико: вода, формамид, уксусная и муравьиная кислоты, диметилсульфоксид (ДМСО), а также некоторые водно-органические смеси. Кроме того, ПАА ограниченно растворяется в диметилформамиде (ДМФА), этиленгликоле и глицерине. Полиметакриламид (ПМАА) значительно хуже растворим, чем ПАА. Полимеры N,N-диметил- и N,N-диэтилакриламида растворимы в воде и нерастворимы в углеводородах. Поли-N,N-диэтилакрил-амид растворим в ацетоне. Полимеры с более длинным алкильным заместителем у атома азота хуже растворяются в воде, но более растворимы в органических растворителях. Поли-N-метил- и поли-N-н-бу-тилметакриламид хорошо растворяются в ДМФА, полимер N-(2-этил-гексил)-метакриламида- в толуоле. Полимеры акрил- и метакрилмо-чевин растворимы в концентрированных растворах хлороводородной кислоты. N-Замещенные акриламиды, как правило, полимеризуются значительно быстрее соответствующих метакриламидных производных. Акриламиды с объемными, например антрахиноновыми, заместителями не вступают в гомополимеризацию. В данном разделе обобщены сведения, относящиеся к синтезу полимеров на основе АА и замещенных амидов в гомогенных условиях при различных способах инициирования, влиянию среды на кинетические параметры полимеризации, вопросам передачи цепи на компоненты реакционной смеси, протеканию в системе побочных реакций, влиянию различного рода добавок, комплексообразователей и ПАВ на полимеризацию и свойства образующихся полимеров. Среди способов синтеза полимеров на основе АА важное место занимает полимеризация в водных растворах. Основными факторами, определяющими распространенность этого способа полимеризации, являются высокие скорости образования полимера и возможность получения в этих условиях полимера с высокой молекулярной массой. Предполагается, что причиной специфического влияния воды на полимеризацию АА является протонирование радикала, приводящее к локализации неспаренного электрона, в результате чего повышается реакционная способность макрорадикала, выражающаяся в высоких значениях константы скорости роста цепи. Взаимное отталкивание одноименно заряженных радикалов ответственно за ограничение константы скорости бимолекулярного обрыва цепи. В непротонированном радикале, существующем при полимеризации в неводных растворителях, сопряжение неспаренного электрона с -электронами группы С=О приводит к стабилизации радикала и уменьшению его активности. Кроме того, высокая реакционная способность АА в водных растворах может быть связана с подавлением автоассоциации молекул этого мономера ввиду образования ими водородных связей с молекулами воды. В неполярных же растворителях, неспособных образовывать такие связи с АА, мономер находится преимущественно в ассоциированном состоянии в виде циклических димера, тримера и линейных многомолекулярных ассоциатов. С этим предположением согласуются и данные, полученные при полимеризации N-замещенных акрил- и метакриламидов. Так, N-o-метокси- и N-o-этоксифенилметакриламиды полимеризуются в массе значительно быстрее, чем их м- и n-изомеры, поскольку у первых ассоциация молекул отсутствует, а молекулы вторых ассоциированы посредством водородных связей. В свою очередь, диметил-гидразиды акриловая кислота (АК) и метакриловая кислота (МАК), в отличие от их гидрохлоридов, не полимеризуются в массе, поскольку молекулы этих мономеров сильно ассоциированы. В водных же растворах в полимеры превращаются как соли, так и свободные основания. В связи с вышеизложенным АА имеет довольно высокое значение соотношения констант kp/k00,5 (по данным разных авторов для интервала температур 30-60 °C оно составляет 3,2-4,4), что наряду с малыми величинами констант передачи цепи на мономер и воду обусловливает возможность получения в водных растворах ПАА со скоростью и молекулярной массой (ММ), недостижимыми при полимеризации в органических растворителях. К другим причинам широкого распространения полимеризации в воде следует отнести сокращение энергетических затрат на выделение исходного мономера в кристаллическом виде, которое к тому же связано с вероятностью его спонтанной полимеризации, и на регенерацию органических растворителей, снижение загрязнения окружающей среды, а также исключение стадии растворения полимерных реагентов, использующихся, как правило, в виде водных растворов.

Промышленное производство

Широкое производство полиакриламида началось в начале 50-х годов. Устойчивый рост был обеспечен уникальными свойствами полиэлектролита, обеспечившими ему возможность широкого применения в качестве гелеобразователя, плёнкообразователя, флокулянта и коагулянта.

Применение

Основное применение полиакриламид находит в качестве недорогого водорастворимого полимера со свойствами полиэлектролита. Ниже приведены основные сферы применения ПАА:

  • Очистка воды. ПАА — хороший и недорогой коагулянт и флокулянт для очистки питьевой воды, технологических сточных вод.
  • Получение гелей для химического анализа сложных биологических систем.
  • В производстве минеральных удобрений
  • В молекулярной биологии ПАА используется в качестве поддерживающей среды для проведения гель-электрофореза белков и нуклеиновых кислот (т. н. ПААГ-электрофорез)[1][2]
  • Использование в нефтяной промышленности для заводнения пластов и проведения ремонтно-изоляционных работ в скважине
  • Полиакриламид используют в буровых растворах при нефтедобыче как регулятор водоотдачи и ингибитор реакции набухания глины.

Ссылки

dic.academic.ru

Полиакриламид- важнейший флокулянт. Основные сведения.

Под  названием  "полиакриламид"  обычно  объединяется  группа полимеров и сополимеров на основе акриламида и его производных. Полиакриламид относится к числу доступных и сравнительно недорогих водорастворимых полимеров с уникальным комплексом прикладных свойств. Сегодня трудно найти какую-либо область техники и технологии, где не применялись бы полиакриламидные реагенты. В частности, они являются высокоэффективными флокулянтами при извлечении и обогащении полезных ископаемых, при очистке питьевой и промышленных сточных вод. Они нашли широкое применение в качестве загустителей буровых растворов, дегидратан-тов, агентов снижающих гидравлическое сопротивление жидкостей в нефте- и газодобывающей промышленности, в качестве структурообразователей почв в сельском хозяйстве и дорожном строительстве. Как пленкообразователи, они используются в производстве минеральных удобрений и лекарственных аппаратов пролонгированного действия, при создании фоторезисторных композиций и микросхем в радио­электронной промышленности. Приведенные примеры являются далеко не полным перечнем областей применения полиакриламида. Промышленное производство, полиакриламида, началось в начале 50-х годов, и в течение последних  лет интенсивно развивалось на качественном и количественном уровнях. Мировое производство полиакриламидных реагентов в настоящее время продолжает неук­лонно возрастать, однако темпы роста далеко не достаточны для удовлетворения растущих потребностей в нем (ежегодная потребность в полиакриламидных реагентах возрастает более чем на 6%). Поли­акриламидные реагенты выпускаются в виде растворов, дисперсий, гранул или порошка с широким диапазоном свойств  в зависимости от назначения могут получаться растворимыми, ограниченно набухаю­щими каучукоподобными гелями и нерастворимыми. В настоящее вре­мя мировое производство полиакриламидных реагентов превышает 200 тыс. т/год.

1  Краткая характеристика основного исходного соединения

Акриламид (2–пропенамид) СН2=СН-С(О)NН2 молекулярная масса составляет 71,08. Это бесцветные кристаллы с температурой плавления 84,5°С и температурой кипения 215°С. Плотность составляет1,122 г/мл при 30°С. Растворимость при 30°С (в г/100мл растворителя) составляет: 215,5 в воде, 155 в метаноле, 63,1 в ацетоне, 0,346 в бензоле. Группа С(О)NН2 вступает в реакции характерные для алифатических амидов карбоновых кислот. При взаимодействии с водным раствором формальдегида в присутствии оснований (рН 7-9) превращается в неустойчивый N- метилолакриламид СН2=СНС(О)NНСН2ОН а в присутствии кислотных катализаторов и в из­бытке акриламида в N,N'-метилен-бис-акриламид (CH

2=CHCONH)2CH2. По двойной связи акриламид легко при­соединяет первичные и вторичные алифатические амины, NH3, спирты, меркаптаны, H2S, кетоны и др. С диеновыми углеводородами всту­пает в диеновый синтез. Электрохимческой гидродимеризацией превращается в адиподиамид. Полимеризуется с образованием полиакриламида и сополимеризуется с акриловыми мономерами, стиролом, винилиденхлоридом. В присутвии сильных оснований в апротонных растворителях образует, поли-β-аланин СН2= CHCONH—[CH2CH2CONH]n—CH2CH2CONH2.

Акриламид пожароопасен; токсичен. Поражает нервную систему, а также печень и почки; легко проникает через не­поврежденную кожу; раздражает слизистые оболочки глаз

2  Общие сведения о синтезе полиакриламида.

Основным методом синтеза полимеров на основе акриламида  и других ненасыщенных амидов является радикальная полимеризация, кото­рую можно проводить всеми известными способами.В растворе, это процессы полимеризации в растворителях, в которых растворимы и мономер, и полимер. Для полиакриламида число таких растворителей невелико; вода, уксусная и муравьиная кислоты.

Эмульсии, это полимеризации в обратных эмульсиях водный раствор гидро­фильного мономера диспергируется (до размера частиц 1 - 10 мкм) в гидрофобной органической фазе (ароматические, алифатические и галогенсодержашие углеводороды) в присутствии эмульгаторов эмульсий типа "вода в масле". Процесс инициируете» маслорастворимым или водорастворимым инициатором. Процесс полимеризации в обратных эмульсиях мало изучен отсутствует количественная теория полимеризации.

Сус­пензии. Исходную систему получают диспергированием водного раствора мономера в виде мелких капель с диаметром 0,1 - 5 мм в органичес­кой жидкости при механическом перемешивании в присутствии стабилизаторов (защитных коллоидов). В качестве дисперсионной среды могут использоваться ароматические и алифатические насыщен­ные углеводороды. Инициирование полимеризации обеспечивается применением различ­ных водорастворимых инициаторов, УФ- и  γ –облучения.

Каждый из способов имеет свои особенности, обусловливаю­щие свойства полимеров и технико-экономические показатели произ­водства

3 Полимеризация в растворе

Среди способов синтеза полимеров на основе акриламида важное место занимает полимеризация в водных растворах. Основными факторами, определяющими распространенность этого способа полимеризации, являются высокие скорости образования полимера и возможность получения в этих условиях полимера с высокой молекулярной массой. Предполагается, что причиной специфического влияния  воды на полимеризацию акриламида является протонирование радикала, приводящее к локализации неспаренного электрона, в результате чего повышается реакционная способность макрорадикалавыражающаяся в высоких значениях константы скорости роста цепи. Взаимное отталкивание одноименно заряженных ради­калов ответственно за ограничение константы скорости бимолеку­лярного обрыва цепи. В непротонированном радикале, существующем при полимеризации в неводных растворителях, сопряжение неспарен­ного электрона с  пи-электронами группы С=О приводит к стабилизации радикала и уменьшению его активности. Кроме того, высокая реакци­онная способность акриламида в водных растворах может быть связана с подавлением автоассоциации молекул этого мономера ввиду образо­вания ими водородных связей с молекулами воды.

К другим причинам широкого распространения полимеризации в воде следует отнести сокращение энергетических затрат на выделение  исходного мономера в кристаллическом виде, которое к тому же  связано с вероятностью его спонтанной полимеризации, и на регене­рацию органических растворителей, снижение загрязнения окружаю­щей среды, а также исключение стадии растворения полимерных реагентов, использующихся, как правило, в виде водных растворов.

4 Инициирование

Полимеризация акриламида, может инициироваться активирующим действием на мономер различных видов радиации, света видимой и ультрафиолетовой областей спектра, ультразвука, электрического тока, а также при помощи веществ, легко распадающихся на радикалы в условиях полимеризации. Кроме того, часто используются комбинированные способы инициирования, заключающиеся в сочетании физического воздействия и вещественных инициаторов.

С целью получения полностью растворимого полимера в водные растворы акриламида, подвергаемые радиационному облучению, так же как и при полимеризации в двухфазных системах, вводят спирты, в част­ности метанол, значительные количества (10-20%) нейтральных солей (КС1, KF, Na2SO4), аммиак, гидроксиды щелочных металлов, амины, аминокислоты и их соли.

Фотоинициирование полимеризации акриламида протекает в основном в присутствии сенсибилизаторов, которые, переходя при облучении светом УФ- и видимой областей спектра в возбужденное состояние, способны генерировать свободные радикалы. В качестве сенсибили­заторов используется пероксид бензоила, алкиловых эфиров, надбензойной кислоты  и других соединений. В присутст­вии  солей  трехвалентного   железа   инициирующие   полимеризацию радикалы НО• - возникают в результате разложения под действием света гидратированного иона железа.

При полимеризации акриламида в воде под действием ультразвука  инициирующие реакцию гидроксильные радикалы образуются в результате частичного распада молекул воды. На начальных стадиях полимеризации получается полимер с максимальной степенью поли­меризации, который затем, по-видимому, подвергается окислительной деструкции вследствие появления в растворе пероксида водорода.

Наибольшее распространение среди возможных способов инициирования полимеризации акриламида получило инициирование окислительно-восстановительными системами, использование которых позволяет проводить синтез при значительно более  низких температурах и не требует применения сложного аппаратурного оформление.

К настоящему времени предложено огромное число окислительно-восстановительных систем. Наиболее широко применяемые из них состоят из соединений пероксидного типа, броматов, хлоратов, перманганатов в качестве окис­лителя, и соединений двух- и четырехвалентной серы  в качестве восстановите­лей.

Многочисленны системы, содержащие в своем составе соли метал­лов переменной валентности, способные в зависимости от степени окисления выступать как в роли окислителя, так и восстановителя. Особенно часто для инициирования полимеризации используются соли железа (II). Соли железа (II) являются восстановителем в редокс системах с персульфатами. Хлорид железа (II) совместно с оксазираном способен инициировать полимеризацию акриламида в водно-спир­товом растворе при температурах - 30 ÷ + 40 °С.

Ионы железа (III) используются в качестве окислителей, например, в системе, содержа­щей органическую кислоту и метабисульфит натрия.

5 Кинетические особенности полимеризации в воде, водно-органических и органических средах

Скорость полимеризации акриламида определяется температурой, рН среды, природой используемого растворителя, наличием в системе комплексообразователей, Поверх­ностно-активных веществ, агентов передачи цепи и др.

Влияние температуры. Зависимость скорости полимеризации от температуры характеризуется энергией активации элементарных стадий процесса. Для полимеризации, описываемой классическим кинетическим уравнением, суммарная энергия активации Еа равна Ер+1/2(Еи - Ео). При фото- и радиационном инициировании энергия активации стадии инициирования практически равна нулю и  Еа = Ер - 1/2 Ео. Значения энергии активации роста и обрыва цепи при полимеризации акриламида в воде составляют 11- 12 кДж/моль, а суммарная энергия активации процесса при фото- и радиационном инициировании равна 5,5- 6,0 кДж/моль, откуда следует, что влияние температуры на скорость полимеризации очень мало. При вещественном инициировании полимеризации энергия активации полимеризации при использовании гомолитически разлагающихся инициаторов значительно больше - 60 - 80 кДж/моль, а при окисли­тельно-восстановительном инициировании - 20- 40 кДж/моль.

Влияние рН среды. Влияние рН среды на скорость полимеризации может быть обусловлено изменением скорости вещественного инициирования при различ­ной концентрации ионов водорода в растворе. Изменение рН ведет к изменению ско­рости инициирования, а следовательно, и скорости полимеризации мономеров, инициируемой пероксидом водорода, периодатом натрия и различными окислительно-восстановительными система­ми.

С другой стороны, при полимеризации акриламида в растворах с различными рН в значительной степени изменяются и скорости протекания элемен­тарных реакций роста и обрыва цепи.

Из данных табл. 1 можно заключить, что повышение кислотности среды интенсифицирует как реакции роста, так и реакции обрыва цепи. Соотношение же констант Кpо0,5 в зависимости от величины рН меняется незначительно, что определяет практически постоянную скорость процесса в средах с разным рН при условии независимости скорости инициирования от этого параметра.

Таблица 1

t CрНКp л/(моль·с)Ко л/(моль·с)Кpо0,5 л0,5/(моль·с)0,5
250,11,814,54,2
251,01,7±0,316,3±0,74,3±0,2
255,50,6±0,13,3±0,63,3±0,3
2513,00,4±0,11,0±0,24,0±0,5
19-0,82±0,425,51±0,393,5
3077,9±0,5660±403,3
5133,21502,6

Влияние природы растворителя.

Частичная или полная замена воды на органический растворитель приводит, как правило, к замедлению полимеризации и снижению молекулярной массы полимеров. Эта тенденция проявляется в той большей степени, чем меньшей способностью растворять аккриламид и образовывать с ним водородные связи обладает растворитель.При исследовании полимеризации акриламида в воде, метаноле и водно-метанольных смесях показано, что скорость гомогенной полимеризации в смеси вода-метанол (8,5:1,5) несколько ниже, чем в воде. Дальней­шее увеличение доли метанола в смеси (3:7 и 1:4) приводит к смеще­нию реакции в гетерогенную область и к существенному ее замедле­нию, одновременно наблюдается снижение молекулярной массы полимера, что объяснено протеканием в системе реакции передачи цепи на метанол.

6 Суспензионная полимеризация

Исходную систему получают диспергированием водного раствора мономера в виде мелких капель с диаметром 0,1 - 5 мм в органичес­кой жидкости при механическом перемешивании в присутствии стабилизаторов (защитных коллоидов). В качестве дисперсионной среды могут использоваться ароматические и алифатические насыщен­ные углеводороды, а также смеси углеводородов. Инициирование полимеризации обеспечивается применением различ­ных водорастворимых инициаторов, УФ- и γ -облучения. Процесс полимеризации протекает в микрореакторах, которыми являются капли водного раствора мономера, и имеет в кинетическом отношении некоторое сходство с полимеризацией в массе, однако при этом прояв­ляется влияние защитных коллоидов на процесс.

7 Эмульсионная полимеризация

При полимеризации в обратных эмульсиях водный раствор гидро­фильного мономера диспергируется (до размера частиц 1-10 мкм) в гидрофобной органической фазе (ароматические, алифатические и галогенсодержашие углеводороды) в присутствии эмульгаторов эмульсий типа "вода в масле". Процесс инициируется маслорастворимым или водорастворимым инициатором. Важным преимуществом получения полимеров в обратных эмульсиях является возможность использования концентрированных растворов мономеров при условии облегченного теплоотвода с проведением процесса в маловязких средах. Кроме того, полимеризация может протекать с большими скоростями и с образованием высокомолекулярного водорастворимо­го полимера. В результате полимеризации получается коллоидная дисперсия частиц гидрофильного полимера в непрерывной органичес­кой фазе. Этот латекс характеризуется широким распределением частиц по размеру и стабилен в течение нескольких часов или дней. Латекс может быть использован непосредственно как готовый про­дукт, либо полимер получают в сухом виде после азеотропной дистил­ляции, удаления растворителя и сушки. По сравнению с полимерами в сухом виде в некоторых случаях применение латексов более предпоч­тительно, поскольку они имеют малую вязкость, характеризуются легкостью хранения и растворения при добавлении избытка воды.

9 Применение полиакриламида

Полиакриламид обладает уникальным комплек­сом полезных свойств и широко используются в различных областях техники и технологии. Различные области применения и назначения полимера показаны в табл. 2. Приведенные данные свидетельствуют о многофункциональном применении полиакриламида, которые не ог­раничиваются приведенными примерами.Эффективность применения полиакриламида оп­ределяется его  характеристиками. Основное приме­нение - очистка природных и сточных вод и обезвоживание осадков в целлюлозно-бумажной промышленности водообработка, флокуляция хвостов флотации руд. Обогащение и регенерация полезных ископае­мых и нефти, обработка бумаги и шлихтование текстильных материалов это создание на поверхности эластичной и прочной плёнки с высокой водопоглощающей способностью, которая закрепляет выступающие волокна на стволе нити и улучшает процесс ткачества и свойства нити.

Таблица 2.

Полиакриламид относится к числу доступных и сравнительно недорогих водорастворимых полимеров с уникальным комплексом прикладных свойств. Среди способов синтеза полимеров на основе акриламида важное место занимает полимеризация в водных растворах. Основными факторами, определяющими распространенность этого способа полимеризации, являются высокие скорости образования полимера и возможность получения в этих условиях полимера с высокой молекулярной массой. Также полимеризацию можно проводить в суспензии и в эмульсии, однако эти методы плохо изучены.

Полиакрилмид  по флокулируюшим свойствам превосходит все известные препараты этого типа,  он является основным полимером в качестве флокулянта в цветной металлургии, горнодобывающей и химической промышленности. Также его используют в качестве пропитки бумаги с целью увеличения его прочности. При сополимеризации  чистого акриламида с метилендиакриламидом его используют в нефтяной промышленности, для закрепления нефтяных скважин.

Полимеры акриамида нашли широкое применение в различных облас­тях промышленности и сельского хозяйства, однако потенциальные возможности этих полимеров раскрыты и проанализированы далеко не в полной мере что даёт тенденции для изучения материалов на основе акриламида.

vseokraskah.net

Акриламид и полиакриламид: получение и свойства

Курсовая работа по теме:

Акриламид и полиакриламид, получение и свойства

1. Акриламид

1.1 Физические свойства

Акриламид (АА) – амид акриловой кислоты. Номенклатурное название - 2-пропенамид. Представляет собой бесцветные кристаллы.

Формула: CH2 =CHC(O)NH2 ,

Молекулярная масса - 71,08.

Температура плавления - 84,5°С, температура кипения 215°С, 125°С/25 мм рт. ст., 87 °С/2 мм рт. ст..

Плотность d304 1,122. Давление пара 0,93 Па (25°С), 9,3 Па (50°С).

Растворимость представлена в таблице 1 [1].

Таблица 1 – Растворимость акриламида

1.2 Химические свойства

Группа CONH2 вступает в реакции, характерные для алифатических амидов карбоновых кислот. Акриламид слабо амфотерен: с трет-бутилатом Na образует Na-соль, с H2 SO4 -сульфат:

CH2 =CHC(O)NH2 + H2 SO4 = (CH2 =CHC(O)NH3 )2 SO4

Количественно титруется в растворе уксусного ангидрида 0,1 н. раствором НС1О4 в ледяной уксусной кислоте. При взаимодействии с водным раствором формальдегида в присутствии оснований (рН 7-9) превращается в неустойчивый N-метилолакриламид:

CH2 =CHC(O)NH2 + СН2 О = СН2 =CHC(O)NHCH2 OH

В присутствии кислотных катализаторов и в избытке акриламида - в N,N'-метилен-бис-акриламид (CH2 =CHCONH)2 CH2 .

По двойной связи акриламид легко присоединяет первичные и вторичные алифатические амины, NH3 , спирты, меркаптаны, H2 S, кетоны и др.

С диеновыми углеводородами вступает в диеновый синтез. Электрохимической гидродимеризацией превращается в адиподиамид. Полимеризуется с образованием полиакриламида и сополимеризуется с акриловыми мономерами, стиролом, винилиденхлоридом и др [1].

В присутствии сильных оснований в апротонных растворителях образует поли-β-аланин СН2 =CHCONH—[CH2 CH2 CONH]n —CH2 CH2 CONH2 .

1.3 Получение и определение акриламида

В промышленности акриламид получают:

1. Гидролизом акрилонитрила 84,5%-ной H2 SO4 при 80-100°С в присутствии ингибиторов полимеризации (соли Си или Fe, сера, фенотиазин и др.). Образовавшуюся сернокислую соль акриламида нейтрализуют стехиометрическим количеством NH3 или известковым молоком.

2. Каталитическим гидролизом акрилонитрила при 80-120 °С в присутствии медных катализаторов (медь Ренея, Cu/Cr2 O3 , Cu/Al2 O3 -SiO2 или др.). Степень превращения акрилонитрила 98,5%. Основная примесь – β-гидроксипропионитрил (до 0,1%). Этот способ производства предпочтительнее, чем сернокислотный, в экономическом и экологическом отношении.

В лабораторной практике акриламид можно получать из акрилоилхлорида или акрилового ангидрида и NH3 .

Акриламид определяют бромид-броматометрически, в водных растворах - рефрактометрически, малые количества - методами полярографии или газожидкостной хроматографии. Примеси акриловой кислоты и ее солей обнаруживают алкалиметрически [1].

1.4 Применение акриламида и производных

Акриламид - мономер в производстве полиакриламида и сополимеров с акриловой кислотой, кислыми эфирами малеиновой кислоты и др., клеев.

N-Метилолакриламид, используемый в виде 60%-ного водного раствора, - мономер для получения сополимеров с акриламидом, винилацетатом, акрилонитрилом и акриловой кислотой.

N, N' - Метилен-бис-акриламид - сшивающий агент и модификатор аминоальдегидных смол [1].

1.5 Токсичность акриламида

Акриламид и его производные действуют преимущественно на нервную систему при любом пути поступления в организм (нарушается координация движений, возникают атаксия, судороги, параличи). Поражаются также печень и почки. Легко проникая через неповрежденную кожу, вызывают развитие неврологических симптомов. Наиболее токсичен акриламид [2].

Острое отравление. Введение через рот смертельных доз акриламида белым крысам вызывало судороги. Для крыс, морских свинок и кроликов ЛД50 = 150÷180 мг/кг. Изменения на энцефалограммах свидетельствовали о диффузности поражения различных отделов нервной системы. Повторное введение доз, не вызывающих судорог, приводит к развитию атаксии и дрожания тела по типу мозжечковой асинергии.

Хроническое отравление. Животные. На кумулятивные свойства акриламида указывает нарастание симптомов при длительном поступлении яда. При добавлении к пище крыс в течение 1-6 месяцев 0,02—0,04% или при поступлении акриламида с питьевой водой в дозе 10—20 мг/кг в течение 29—192 дней поражались в основном периферические нервы, имели место дегенеративные изменения осевых цилиндров и миелиновых оболочек. Страдали преимущественно дистальные отделы нервов с наибольшим диаметром.

Человек. Описано несколько случаев производственных отравлений при контакте с акриламидом в течение 4-60 недель. В клинической картине отравления превалировали симптомы нарушения функций среднего мозга и периферической нервной системы. Наблюдались мышечная слабость, потеря чувствительности, арефлексия, потеря равновесия. При прекращении контакта с акриламидом полное выздоровление наступало через 2-12 месяцев (авторы ставят под сомнение возможность полного восстановления при тяжелых случаях отравления). Нарушение функции периферической нервной системы у 15 рабочих производства акриламида со стажем работы от 2 месяцев до 8 лет. При большом стаже имели место атактическая походка, изменения энцефалограмм.

Действие на кожу. У кроликов после 10 нанесений 10% водного раствора акриламида развивались некоторые неврологические симптомы, без раздражающего действия на кожу. Однако у человека 1% водный раствор акриламида вызывал раздражение кожи [2].

Предельно допустимая концентрация. В РФ не установлена. В США принята 0,3 мг/м3 [2].

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Защита дыхательных путей — использование респираторов типа «Лепесток» и «Астра-2» при наличии пыли. Тщательная защита кожи. Соблюдение мер личной гигиены. Периодические медицинские осмотры рабочих для возможно более раннего выявления неврологических симптомов [2].

Аналогично действуют N,Ν-диметилакриламид, Ν,Ν-диэтилакриламид, N-изопропилакриламид, N-гидроксиметиленакриламид и метакриламид. Но они менее токсичны, специфические неврологические симптомы развиваются при бóльших дозах. Для крыс ЛД50N -изопропилакриламида 350 мг/кг (Barnes). Раздражают кожу и проникают через нее [2].

2. Полиакриламид

В настоящее время широко применяются водорастворимые полимеры на основе акриламида (АА) [3]

которые объединены общим названием "полиакриламиды".

В эту группу входят полиакриламид (ПАА) - неионогенный полимер

его анионные производные, например, частично гидролизованный ПАА

и катионные производные, например поливиниламин

а также сополимеры АА с различными ионогенными и неионогенными мономерами. Полимеры и сополимеры с разной молекулярной массой (ММ), молекулярно-массовым распределением, химическим составом и распределением звеньев исходных мономеров вдоль цепи, линейные, разветвленные и сшитые имеют разное функциональное назначение и различные области применения.

Впервые АА был получен в 1893 году, однако освоение промышленного производства началось только в начале 50-х годов нашего столетия, что сдерживалось плохой сырьевой базой. Способность АА полимеризоваться в присутствии радикальных инициаторов и подходящие для многих целей свойства обеспечили быстрое налаживание и расширение производства полимеров. Первоначально эти полимеры применяли в качестве флокулянтов для осаждения и фильтрации шлама фосфоритов в технологии обработки урановых руд и прочностных добавок для бумаги, а в дальнейшем стали широко использовать в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве и медицине в качестве флокулянтов, загустителей, адгезивов, смазок, структурообразователей, пленкообразователей. Несмотря на важные мирные профессии полимеров АА, их использование в оборонной промышленности значительно ограничило доступность научной информации, поэтому до начала 70-х годов в литературе отсутствовали сведения о технологии производства полимеров. В последние годы наряду с улучшением сырьевой базы создана научная основа для направленной разработки полимеров с заданными свойствами, разработаны перспективные методы синтеза полимеров - полимеризация и сополимеризация АА в концентрированных водных растворах и дисперсиях, получили развитие методы химической модификации полимеров. В настоящее время полимеры АА производят крупные фирмы США, Японии и развитых стран Европы. Они являются основными поставщиками полимеров на мировой рынок, а в России, Китае и ЮАР полимеры производят для внутреннего потребления. Производство полимеров АА продолжает неуклонно возрастать и к концу века достигнет 400 тыс. т в год. Однако темпы роста производства не удовлетворяют потребностей, которые ежегодно возрастают на 8-10%. Поэтому актуальны разработка новых и совершенствование существующих перспективных методов синтеза ПАА, его производных и сополимеров АА [4].

2.1 Применение полимеров акриламида

Полимеры АА обладают уникальным комплексом полезных свойств и широко используются в различных областях техники и технологии. Различные области применения и назначение полимеров показаны в табл. 2 [3].

mirznanii.com

Полиакриламид — WiKi

К гомогенной полимеризации относятся процессы полимеризации в растворителях, в которых растворимы и мономер, и полимер. Для полиакриламида (ПАА) число таких растворителей невелико: вода, формамид, уксусная и муравьиная кислоты, диметилсульфоксид (ДМСО), а также некоторые водно-органические смеси. Кроме того, ПАА ограниченно растворяется в диметилформамиде (ДМФА), этиленгликоле и глицерине. Полиметакриламид (ПМАА) значительно хуже растворим, чем ПАА. Полимеры N,N-диметил- и N,N-диэтилакриламида растворимы в воде и нерастворимы в углеводородах. Поли-N,N-диэтилакрил-амид растворим в ацетоне. Полимеры с более длинным алкильным заместителем у атома азота хуже растворяются в воде, но более растворимы в органических растворителях. Поли-N-метил- и поли-N-н-бу-тилметакриламид хорошо растворяются в ДМФА, полимер N-(2-этил-гексил)-метакриламида- в толуоле. Полимеры акрил- и метакрилмо-чевин растворимы в концентрированных растворах хлороводородной кислоты.

N-Замещенные акриламиды, как правило, полимеризуются значительно быстрее соответствующих метакриламидных производных. Акриламиды с объемными, например антрахиноновыми, заместителями не вступают в гомополимеризацию.

Среди способов синтеза полимеров на основе АА важное место занимает полимеризация в водных растворах. Основными факторами, определяющими распространенность этого способа полимеризации, являются высокие скорости образования полимера и возможность получения в этих условиях полимера с высокой молекулярной массой. Предполагается, что причиной специфического влияния воды на полимеризацию АА является протонирование радикала, приводящее к локализации неспаренного электрона, в результате чего повышается реакционная способность макрорадикала, выражающаяся в высоких значениях константы скорости роста цепи. Взаимное отталкивание одноименно заряженных радикалов ответственно за ограничение константы скорости бимолекулярного обрыва цепи. В непротонированном радикале, существующем при полимеризации в неводных растворителях, сопряжение неспаренного электрона с -электронами группы С=О приводит к стабилизации радикала и уменьшению его активности. Кроме того, высокая реакционная способность АА в водных растворах может быть связана с подавлением автоассоциации молекул этого мономера ввиду образования ими водородных связей с молекулами воды. В неполярных же растворителях, неспособных образовывать такие связи с АА, мономер находится преимущественно в ассоциированном состоянии в виде циклических димера, тримера и линейных многомолекулярных ассоциатов. С этим предположением согласуются и данные, полученные при полимеризации N-замещенных акрил- и метакриламидов. Так, N-o-метокси- и N-o-этоксифенилметакриламиды полимеризуются в массе значительно быстрее, чем их м- и n-изомеры, поскольку у первых ассоциация молекул отсутствует, а молекулы вторых ассоциированы посредством водородных связей. В свою очередь, диметил-гидразиды акриловая кислота (АК) и метакриловая кислота (МАК), в отличие от их гидрохлоридов, не полимеризуются в массе, поскольку молекулы этих мономеров сильно ассоциированы. В водных же растворах в полимеры превращаются как соли, так и свободные основания.

В связи с вышеизложенным АА имеет довольно высокое значение соотношения констант kp/k00,5 (по данным разных авторов для интервала температур 30-60 °C оно составляет 3,2-4,4), что наряду с малыми величинами констант передачи цепи на мономер и воду обусловливает возможность получения в водных растворах ПАА со скоростью и молекулярной массой (ММ), недостижимыми при полимеризации в органических растворителях. К другим причинам широкого распространения полимеризации в воде следует отнести сокращение энергетических затрат на выделение исходного мономера в кристаллическом виде, которое к тому же связано с вероятностью его спонтанной полимеризации, и на регенерацию органических растворителей, снижение загрязнения окружающей среды, а также исключение стадии растворения полимерных реагентов, использующихся, как правило, в виде водных растворов.

Промышленное производство

Широкое производство полиакриламида началось в начале 1950-х годов. Устойчивый рост был обеспечен уникальными свойствами полиэлектролита, обеспечившими ему возможность широкого применения в качестве гелеобразователя, плёнкообразователя, флокулянта и коагулянта.

ru-wiki.org


Общая характеристика полиакриламида

Синонимы: поли(2-пропенамид), поли(1-карбомоилэтилен), Polyacrylamide, PAM, (C3H5NO)n
Полиакриламид является полимером, который образуется из акриламидных субъединиц (-CH2CHCONH2-). Существует в виде белых гранул или порошка. Полиакриламид не токсичен, хотя неполимерный акриламид является нейротоксином. Очень гигроскопичный, образует мягкий гель при гидратации, который применяется в электрофорезе в полиакриламидном геле и в производстве контактных линз. Неразветвленные формы также используются в качестве загустителя и суспендирующего агента. В последнее время его используют в качестве подкожного наполнителя в пластической хирургии.

Получение полиакриламида

Полиакриламид может быть синтезирован структурно простой линейной цепью или сшит из N, N'- метилен-бисакриламидов.
Полиакриламидный гель синтезируют из акриламида и бис-акриламида. Методика полимеризации включает в себя взаимодействие акриламида и бис-акриламида в персульфате аммония и тетраметилэтилендиамина. Реакция этих веществ приводит к образованию свободных радикалов из персульфата, который, в свою очередь, начинает полимеризацию путем преобразования мономеров акриламида в свободные радикалы. Эти вновь преобразованные мономеры акриламида и свободные радикалы реагируют с неактивированными мономерами, завершая полимеризацию.

Применение полиакриламида

Полиакриламид часто используется в молекулярной биологии: применяется в качестве среды для электрофореза белков и нуклеиновых кислот в методе известном как PAGE.
Полиакриламид применяется в производстве упаковки для пищевых продуктов, клея, бумаги. Он также используется для уменьшения эрозии почвы.
Полиакриламид – это ингредиент в различных косметических товарах, а именно - моющих средствах, увлажняющих кремах, лосьонах, средствах для загара, шампунях. Он высыхает, образуя тонкий слой на коже, волосах или ногтях, ограничивает возможность поглощать влагу. В солнцезащитных кремах помогает сохранить вещество на коже после купания. Полиакриламид также может быть использован в средствах очищения кожи в качестве абразива.
Сверхпоглощающий полимер применяется в озеленении и сельском хозяйстве, чтобы помочь сохранить почвенные воды в сухом климате, он используется для очистки сточных вод (способен к флокуляции и коагуляции твердых частиц в жидкости), в буровых растворах для нефтяных скважин. Может быть использован в гидропонике (выращивание растений без почвы).

Примечание

Условия хранения: вещество должно храниться в сухом, проветриваемом, прохладном помещении.

Характеристики полиакриламида

ХарактеристикиПоказатели
CAS - номерCAS No.9003-05-8
Молекулярная формула(C3H5NO)n
Молекулярный вес , г/моль
Плотность, г/см3 1.13
Температура плавления, °C113
Растворимость в воде (КТ), г/л1189

Автор: Виктор Епифанов


unibrom.ru

полиакриламид порошок применение|APAM,Полиакриловая кислота Фабрика

1. Полиакриламид в области обработки воды
Полиакриламид используется для обработки местных сточных вод и стоков с органическими отходами, полиакриламид распределяет катионы в области жидких промышленных отходов, образует флокулянт, который удерживает частицы с негативным зарядом, тем самым эффективно очищает промышленные стоки, так как сточные воды промышленных предприятий (например, заводы по производству спиртных напитков, заводы по обработке коммунально-бытовых сточных вод, сахарных заводов, тексильных и красительных предприятий) и содержат, в основном, негативный заряд
2. Полиакриламид в нефтяной промышленности
В нефтянной промышленности, для буровых растворов может использовать катионный, анионный и неионный полиакриламиды.  Полиакриламид широко используется при полимерном заводнении, для больше-объемных закачек, выравнивании профиля приемистости, также применяется в составе гелевых систем, которые обладают высокой вязкостью и упругими свойствами, за счет чего эффективно изолируют водонасыщенные поры в высокопроницаемых зонах нефтяного пласта. Таким образом полиакриламид улучшает коэффициент вытеснения, снижает содержание воды в нефти и повышает эффективность отдачи. Используя одну тонну полиакриламида, количество добытой сырой нефти увеличивается на 150 тонн.
3. Полиакриламид в горнодобывающей промышленности
В горнодобывающей промышленности неионный полиакриламид используется при добыче золота, анионный полиакриламид используется при промывке угля; анионный полиакриламид используется в горнодобывающей промышленности для промывки угля и плавке золота.  
4. Полиакриламид в целлюлозно-бумажной промышленности
Полиакриламид широко используется в целлюлозно-бумажной промышленности. Тип полиакриламида используется в зависимости от действия среднего молекулярного веса, ионной природы, силы и использования других сополимеров. Неионный полиакриламид используется, в основном для улучшения фильтровании через фильтр-массу, увеличивая прочность сухой бумаги, укрепляет волокно и наполнитель. Анионный полиакриламид в основном используется как упрочняющий агент для сухой и мокрой бумаги. Катионный полимер в основном используется как флокулянт для сточных вод в целлюлозно-бумажной промышленности, также улучшает фильтрующий эффект и удерживание наполнителя.   
5. Полиакриламид при обводнении законтурной водой
Увеличение нефтеотдачи пласта
При вторичных методах добычи нефти, при применении однократной инжекции, ее текучесть выше, чем движение сырой нефти, что снижает коэффициент вытеснения и повышает потребление воды, тем самым увеличивается содержание воды в нефти во много раз.
При позитивном ритме седиментации верхняя часть нефтяного слоя тоньше, чем нижняя и коэфициент проницаемости (водопроницаемость) в нижнем слое выше, чем в верхнем.
При применении водной инжекции нефть поднимается со дна и большое количество сырой нефти по прежнему удерживается в верхнем слое.
Полиакриламид улучшает коэффициент вытеснения, снижает содержание воды в нефти и повышает эффективность отдачи.
Некоторые типы гидролизных полиакриламидов, производимых нашей компанией, соответствуют требованиям для третичных методов добычи нефти. Они могут использоваться в соответствии с определенными чертами нефтерождения (наслоение, минерализация и вязкость заполняющего полимерного раствора).
6. Другие области применения
Aнионный полиакриламид для использования в сельском хозяйстве
Поиакриламид ПАМ для использования в почве
Полиакриламид как вспомогательный агент в текстильной промышленности
Катионный полиакриламид, применяемый при производстве сахара

ru.njgaokechem.com

Полиакриламид

Полиакриламид, 0,1%-ный раствор: 0£ г ¡ПАА (из расчета на безводный продукт) помещают в лопастную мешалку (типа используемой для размельчения тканей, 1000 об/мин), заливают 200мл дистиллированной воды и перемешивают 20 мин до получения однородного раствора.[ ...]

Полиакриламид (СзН5ОЫ)я — высокомолекулярное органическое, соединение; применяется в процессе освобождения при-ро ных вод от тонких взвесей и окрашенных растворимых веществ методом коагуляции. Полиакриламид вызывает быстрое образование крупных хлопьев, увлекающих с собой указанные вещества. Его применяют также для улучшения процесса фильтрования различных жидкостей через ткани, при очистке некоторых сточных вод и т. п.[ ...]

Полиакриламид (ПАА) используется в качестве флоккулянта на водопроводных станциях очистки воды; в связи с этим необходим норматив остаточного количества этого вещества в питьевой воде. ПАА является высокомолекулярным синтетическим линейным мономером, в котором часть амидных групп замещена на группы аммониевой и кальциевой солей полиакриловой кислоты. Он не сообщает воде запаха и привкуса, хорошо растворяясь в ней. ПАА относится к веществам с низкой токсичностью и невыраженными кумулятивными свойствами.[ ...]

Полиакриламид—растворимый в воде полимер, содержащий в своей цепочечной молекуле ионогенные группы. При его диссоциации образуются высокомолекулярный поливалентный анион и много простых маловалентных катионов, поэтому такие вещества называют полиэлектролитами. Действие ПАА объясняют адсорбцией его молекул на хлопьях гидроокиси, образующейся при гидролизе коагулянтов. Из-за вытянутой формы молекулы адсорбция происходит в разных местах несколькими частицами гидроокиси, в результате чего последние оказываются связанными вместе [66].[ ...]

Полиакриламид является высокомолекулярным полиэлектролитом, который в воде диссоциирует, образуя на своих нитевидных молекулах заряженные узлы, способные присоединиться к твердым взвешенным частицам, содержащим на поверхности ионы многовалентных металлов. В результате сорбции молекулы полиакриламида с отдельными взвешенными частицами образуются флокулы, что способствует быстрому осаждению частиц.[ ...]

Американские, немецкие, голландские, французские и итальянские фирмы выпускают ПАА в порошкообразном, гранулированном или гелеобразном виде.[ ...]

Путем рентгенографического исследования установлено, что твердый полиакриламид является кристаллическим веществом.[ ...]

Полиакриламид является хорошим стабилизатором натурального латекса и латекса поливинилацетата, стабилизатором эмульсий. Добавка полиакриламида к клеям на основе крахмала и декстрина улучшает их клеящую способность.[ ...]

Полиакриламид является высокоэффективным флокулянтом и в технологии очистки фосфорсодержащих сточных вод применяется для повышения эффективности осветления нейтрализованной суспензии во вторичных отстойниках.[ ...]

Производство полиакриламида сопряжено с применением токсичных исходных и побочных продуктов. Поэтому оно должно быть оснащено всеми необходимыми устройствами для о чистки выбросов. Особого внимания с точки зрения охраны окружающей среды заслуживают поверхностно-активные вещества, при производстве и применении которых возможно значительное загрязнение водных ресурсов.[ ...]

При применении полиакриламида перед действующими фильтрами и контактными осветлителями выбор дозы производится опытным путем на сооружениях. При этом основными показателями эффективности применения ПАА являются качество фильтрата, длительность фильтрации и расход промывной воды.[ ...]

Ш.7. Влияние полиакриламида на образование и осаж-дениё хлопьев в мутной воде, коагулированной сернокислым алюминием при разных условиях подготовки хлопьев ,

Широко известен полиакриламид (ПАА) — высокомолекулярное соединение с молекулярной массой примерно 0,5-10®—б - 10е. Полиакриламид обычно получают полимеризацией водных растворов акриламида в окисли-тельно-восстановительной среде в присутствии инициирующих агентов, например персульфата аммония или калия. Высокомолекулярный флокулянт образуется при условии хорошей предварительной очистки акриламида, а также водных растворов и воды, используемой в процессе полимеризации.[ ...]

Водные растворы полиакриламида не обладают заметными коррозионными свойствами и практически не теряют своих свойств довольно длительное время. Основным нарушением режима дозировки полиакриламида является засорение трубопроводов, арматуры и ротаметров. В этом случае их необходимо продуть сжатым воздухом и подать в дозировочный бак острый пар для более тщательного перемешивания и уменьшения вязкости раствора.[ ...]

Дозу флокулянта — полиакриламида при вводе перед отстойниками и осветлителями со взвешенным осадком можно принимать по табл. 17.[ ...]

Этим объясняется прочность образующихся хлопьев.[ ...]

Зависимость коэффициента преломления гол я полиакриламида (ПАА) от содержания в нем полимера
Установка для проведения гидролиза ами иых групп полиакриламида и отгонки образующегося аммиака

Ок-[ ...]

Акриламид хорошо растворим в воде. Является мономером для получения полиакриламида и различных сополимеров, модификатор резиновых изделий. В окружающую среду попадает в местах сосредоточения химических и резинотехнических производств. Раздражает слизистые оболочки, ПДК в воздухе -0,2 мг/м3, ПДК в воде по санитарно-токсикологическому признаку вредности составляет 0,01 мг/л.[ ...]

Основным критерием эффективности флокулянтов служило снижение ХПК сточной воды после ее обработки флокулянтами, отстаивания и фильтрования.[ ...]

Основным достоинством его являются доступность и высокая флокулирующая способность.[ ...]

Для ускорения процесса отстаивания взвеси кроме коагулянтов добавляют в воду флокулянт, чаще всего полиакриламид (ПАА), способствующий слипанию агрегативно неустойчивых твердых частиц.[ ...]

Во ВНИИ для предотвращения испарения легких фракций нефтепродуктов предложен состав, включающий (% мае.): полиакриламид—1,02...1,12; сульфоэтоксилат натрия—0,35...0,50; бихромат калия—0,94...0,95; хромокалиевые квасцы—0,07...0,20 и воду (остальное). Исследования разработчиков показали, что эффект от применения данного состава зависит от его плотности и толщины. Установлено, что при плотности состава менее 500 кг/м3 происходит разрыв покрытия парами нефтепродукта, а при плотности выше 700 кг/м3— его погружение в нефтепродукт. Оптимальным, по мнению разработчиков, является соотношение плотностей нефтепродукта и покрытия 1 : (0,66...0,93). Кроме того, было установлено, что при толщине покрытия менее 0,5 % от высоты взлива бензина в модельной емкости сплошности защитного покрытия обеспечить не удается: на его поверхности образуются пузыри, деформации и разрывы от напряжений, создаваемых парами нефтепродуктов, образующимися под покрытием.[ ...]

Для интенсификации процесса осаждения частиц применяют коагулянты [сульфат алюминия, хлорид железа (II)] и флокулянты (полиакриламид). Обработка сточной воды сульфатом алюминия в количестве 25 мг/л позволяет повысить эффект очистки воды от взвешенных частиц до 98 %. Применение полиакриламида (до 20 мг/л) обеспечивает повышение производительности станции нейтрализации примерно в 2 раза. Рекомендуемое количество полиакриламида по отношению к массе твердой фазы суспензии составляет 0,2—0,3 %.[ ...]

Для очистки сточных вод используют природные (крахмал, декстрин, эфиры целлюлозы и др.) и синтетические (диоксид кремния, полиакриламид и др.) флокулянты. Оптимальная доза флоку-лянта, например, полиакриламида, для очистки промышленных сточных вод колеблется в пределах 0,4-1,0 г/м3. Эти методы относятся к грубым методам очистки сточных вод, т.к. позволяют очищать воды до остаточной концентрации не ниже 8-10 мг/л.[ ...]

Принципиальная схема установки очистки сточных вод включает следующие стадии: 1) усреднение; 2) обработку серной кислотой и полиакриламидом; 3) нагревание сточной воды и последующее осветление на вакуум-фильтре. Очищенная вода после нейтрализации едким натром и охлаждения направляется для доочистки на биологические очистные сооружения. ХПК биологически очищенной сточной воды составляет 70— 100 мг/л, БПКп - 10-15 мг/л.[ ...]

В настоящее время для повышения степени удержания наполнителей и мелкого волокна широко используется водорастворимый синтетический полимер полиакриламид (ПАА). При расходе 150—300 г абсолютно сухого ПАА на 1 т бумаги степень удержания наполнителя в бумаге увеличивается на 20—25 %.[ ...]

Оптимальными параметрами процесса очистки являются: для локальных сточных вод и смеси сточных вод производства сополимеров марок МС, МСН и ЛПТ доза серной кислоты — 1 г/л, полиакриламида — 20 мг/л и температура — 95 °С; для сточной воды производства сополимера марки ПСБ-Н доза серной кислоты — 3 г/л, полиакриламида — 20 мг/л, температура — 80 °С.[ ...]

Полиакриламид является продуктом заводского изготовления, активную кремнекислоту приготовляют на месте применения из силиката натрия (обычно из жидкого стекла) и активирующего агента (кислота серная или соляная, хлор и др.).[ ...]

По данным института ВНИПИЧерметэнергоочистка, при очистке моющих растворов, содержащих препарат СМ-1, с использованием реагентов - сернокислого алюминия, известкового молока, полиакриламида - объем образующегося осадка составляет до 35 40% объема сточных вод, а содержание твердого вещества в осадке - 3,5 4%. Еще большее количество осадка образуется при нейтрализации отработанных травильных растворов.[ ...]

Наиболее эффективны флокулянты с высокой степенью полимеризации и большой молекулярной массой, имеющие вытянутые молекулы (табл. 42). Наиболее распространенным флокулянтом на стадиях осветления сточных вод является полиакриламид. В виде 0,01%-ного раствора его подают в лоток непосредственно после камеры реакции. Растворяют полиакриламид горячей водой в баке с мешалкой, вращающейся с частотой 700 об!мин.[ ...]

К числу связующих проклеивающих материалов относятся: крахмал и его производные, животный клей, производные целлюлозы (ме-тилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза), синтетические полимеры -поливиниловый спирт, поливинилацетат, полиакриламид и другие.[ ...]

Система ППД предполагает кроме закачки вод в нагнетательные скважины для увеличения нефтеотдачи применение таких веществ, как неонолы, полигликоль, различные щелочные агенты, а также соли хлорида магния и хлорида железа, растворы полиакриламида и др. При обработке призабойной зоны скважин применяются растворы соляной и плавиковой кислот с содержанием НС1 и НБ до 8-10 и 3-5% соответственно. Применение перечисленных реагентов (с учетом их токсичности) должно быть жестко регламентировано в целях сведения к минимуму экологического риска, поскольку их закачка в подземное пространство осуществляется при достаточно высоком давлении.[ ...]

На установке периодического действия (рисунок 31, а) сточные воды из сборника насосами перекачивают в реактор. При pH сточных вод больше 3 в реактор вводят серную кислоту до достижения рН=2,5-3. После этого вводят бисульфит натрия и производят интенсивное перемешивание в течение 30 мин. Затем вводят щелочь и полиакриламид и производят осаждение осадка, который удаляют из реактора.[ ...]

Сополимеры акриламида и акрилатов аммония, натрия или кальция являются в настоящее время наиболее распространенными флокулянтами. Различают Две группы этих сополимеров. К первой группе относятся сополимеры с содержанием акрилатов менее 10%. Ко второй группе .относятся сополимеры с содержанием акрилатов более 20%, называемые в СССР гидролизованным полиакриламидом — ГПАА.[ ...]

С повышением молекулярной массы полимера образуются более крупные агрегаты, однако при этом увеличиваются стерические затруднения. Поэтому эффективная флокуляция наблюдается при оптимальном соотношении размеров частиц и макромолекул полимера. Н-я -»ффектинность действия флокулянтов оказывает влияние величина pH. Так, при флокуляции угольных суспензий полиакриламидом наиболее плотные флокулы образуются при pH 5—7, при этом достигаются максимальная скорость осаждения и минимальный объем осадка. Оптимальное значение pH зависит от природы флокулянта. Температура в интервале 0—30 °С оказывает незначительное влияние на флокуляцию, хотя при низких температурах (3—7 °С) дозу активной кремниевой кислоты рекомендуют увеличить в 1,5 раза. Большое значение имеет последовательность введения коагулянтов и флокулянтов. Вводить флокулянт целесообразно после завершения коагуляции, обычно через 0,5—5 мин после введения коагулянта.[ ...]

Молекулярная масса. Флокулирующая способность неионных полимеров и одноименно заряженных полиэлектролитов, как правило, возрастает с увеличением степени их полимеризации, что приводит к уменьшению оптимальной флокулирующей дозы реагента [126—128, 130—133]. Такой эффект был обнаружен, например, при добавлении к полистирольному латексу и золю Agi полиэтиленоксидов [131, 133], к суспензиям СаСОз и каолина — полиакриламида [126, 127] и др.[ ...]

Осадок, образующийся при очистке сточных вод аккумуляторных заводов, также может быть обезвожен на барабанных вакуум-фильтрах. Основные параметры процесса обезвоживания: остаточное давление 0,04 МПа, частота вращения барабана 0,066-0,083 с 1. При исходной концентрации твердой фазы 55 65 г/л в осадке из отстойников производительность вакуум-фильтров составляет 10-13 кг/( м2.ч;, из прудов-накопителей - 7-8,5 кг/ дм2»ч), для смеси осадка из отстойников и прудов - 10-14 кг/(м2»ч)при влажности обезвоженного осадка - 76 781. Обработка осадка из прудов 0,5% ным раствором полиакриламида дозой 0,1-0,16% массы сухого вещества осадка увеличивает производительность вакуум-фильтров до 20-25 кг/( м2 ц)лри влажности обезвоженного осадка 78-81%.[ ...]

Гидроциклон с ложной стенкой или диафрагмой (рис. 5), конструкция которого предложена Скирдовым И. В, и Пономаревым В. Г. [23], испытан при осветлении сточных вод газоочисток мартеновских и конверторных цехов [35]. В результате испытаний авторами [35] рекомендованы следующие расчетные параметры гидроциклонов при снижении концентрации взвеси в сточных водах газоочисток от 4 на входе до 0,15—0,20 г/л на выходе: диаметр гидроциклона — 2,5-г--т-6,0 м; гидравлическая нагрузка— 4-ьб м3/ч на 1 м 2 зеркала воды, расход шламовой шульпы — 4 -г-6% от расхода осветляемой воды; расход извести — 50- 70, полиакриламида — 1 г/л3. При щелочной реакции сточных вод для коагуляции может применяться только полиакриламид.[ ...]

В сточные воды попадают различные химические реагенты, применяемые для регулирования структурно-механических и коллоидно-химических свойств буровых растворов. Некоторые из них являются токсичными и представляют опасность для природной среды. Основным загрязняющим компонентом буровых растворов является нефть.[ ...]

Синтетические высокомолекулярные флокулянты выпускаются немецкими, голландскими, французскими и итальянскими фирмами в виде твердых порошков или 8—10%-ных гелеобразных растворов. Этой комиссией к октябрю 1960 г. было утверждено 27 видов флоку-лянтов, выпускаемых 15 компаниями [51]. В Советском Союзе осуществлено промышленное производство полиакриламида [52].[ ...]

Упрощенная технологическая схема производства бумаги представлена на рис. 2. Одной из важнейших технологических операций производства бумаги является размол, перед которым сухие (товарные) волокнистые полуфабрикаты предварительно распускаются водой в гидроразбивателях, далее они смешиваются между собой в определенном соотношении в регуляторах композиции. Затем бумажная масса в зависимости от требований к качеству бумаги может идти на изготовление бумаги или дополнительно вводят в ее композицию проклеивающие вещества, наполнители, красители и другие добавки. Для осаждения на волокнах добавляемых в бумажную массу компонентов применяют сернокислый алюминий, полиакриламид (ПАА) или другие вещества.[ ...]

Нейтрализованные 10%-ным известковым молоком кислые сточные воды титано-магииевого производства содержат до 301 взвешенных веществ. При смешивании осадка с малозагрязненмымистоками, содержащими 0,5 г/л взвешенных веществ, в соотношении 1:2,5 значительно ускоряется осветление стоков. После двухчасового отстаивания получается осадок 96,4-99,1% ной влажности. При его обезвоживании на барабанных вакуум-фильтрах производительность по сухому веществу с использованием в качестве фильтровальной перегородки из стеклоткани составила 8 кг/ (м2.ц) при толщине осадка 4,5 мм и влажности 88,5%, а хлопчатобумажного бель тинга - 10 кг/ (м -ч) при тех же показателях по осадку. Добавление полиакриламида в количестве 0,05% массы сухого вещества повышает производительность соответственно до 13 и 16 кг/ ("м • ч) при толщине осадка 4 мм и влажности 77%.[ ...]

По приведенной схеме волокносодержащий осадок и активный ил из первичного и вторичного отстойников поступают на иловую насосную станцию, откуда перекачиваются на уплотнитель, где сгущаются до концентрации сухих веществ—1,5— 2%- Из уплотнителя осадки перекачиваются в приемный резервуар, куда поступают и другие измельченные отходы. Из приемного резервуара смесь, подогретая до 60 °С (в целях лучшей водоотдачи), перекачивается в композиционный, или рабочий бассейн, куда добавляется парафиновая эмульсия и глинозем (3% от массы осадка). Из композиционного бассейна масса с концентрацией 1,5—2% и рН = 4,5-=-5 перекачивается на машину для отлива плит, разработанную СКБ ВНПОбумпрома. По схеме во всасывающий патрубок насоса добавляется полиакриламид в количестве 0,5—0,6% от всей массы.[ ...]

Важной особенностью технологии применения флокулянтов является приготовление и дозирование рабочих растворов. Флокулянты производятся в виде порошков, гелей и высоковязких жидкостей. Из них готовят рабочие растворы, концентрация которых определяется дозой реагента, его суточным расходом и производительностью очистной установки. Обычно приготовляют 0,25—1 %-ные растворы, которые во время дозирования разбавляют до 0,02—0,1 %-ных. Во время хранения рабочих разбавленных растворов флокулянтов может происходить деструкция макромолекул и образование ассоциатов, что ухудшает флокулирующие свойства полимера. Рабочие 0,1—0,2 %-ные растворы этого флокулянта, а также катионные флокулянты ВА-2, ВПК-101, ПЭИ, ППС, ВПК-402, ПДМАЭМА должны храниться не более суток.[ ...]

В некоторых случаях специалист, знакомящийся с литературой (преимущественно зарубежной), может обнаружить после заглавия строку, включающую список из нескольких отдельных слов, которой предшествует заголовок: «ключевые слова». В отечественной научной документации такие списки слов обычно приводят (согласно стандарту) в непубликуемых научных отчетах. Это связано с возникновением сравнительно недавно принципиально новых ИПС, в которых основное содержание научного документа выражается в виде ключевых слов, или дескрипторов, которые в явном или неявном виде присутствуют в документе. Под ключевыми словами понимают наиболее существенные для основного смыслового содержания слова и словосочетания. Иногда слова-дескрипторы выбирают из заголовка научного документа. Например, для статьи «Исследование процесса растворения высокомолекулярных флокулянтов» ключевыми словами будут: «флокулян-ты», «высокомолекулярные соединения», «водоочистка», «вязкость растворов», «полиакриламид».[ ...]

Флокуляция характеризуется соединением отдельных макромолекул высокомолекулярных веществ с образованием рыхлых хлопьевидных осадков — фло-кул с размерами, выраженными в миллиметрах. Таким образом, агрегация волокон целлюлозы в отдельные сгустки под влиянием внешних условий является проявлением процесса флокуляции. Под коагуляцией следует понимать процесс изменения степени дисперсности коллоидных частиц за счет слипания с образованием частиц, размеры которых можно характеризовать в микрометрах. Таким образом, агрегацию частиц канифольного клея, минеральных наполнителей и красителей под действием электролитов (например, сернокислого алюминия) следует отнести к процессам коагуляции без образования при этом между частицами длинных полимерных мостиков.[ ...]

ru-ecology.info

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *