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1、第第2章章 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺2.1 2.1 聚丙烯酰胺的发展历史聚丙烯酰胺的发展历史2.2 2.2 聚丙烯酰胺的生产现状聚丙烯酰胺的生产现状2.3 2.3 聚丙烯酰胺的物化性质聚丙烯酰胺的物化性质2.4 2.4 聚丙烯酰胺的应用现状聚丙烯酰胺的应用现状2.5 2.5 聚丙烯酰胺的发展前景聚丙烯酰胺的发展前景 1 12.1 聚丙烯酰胺的发展历史聚丙烯酰胺的发展历史一、聚丙烯酰胺的结构一、聚丙烯酰胺的结构二、聚丙烯酰胺的发展史二、聚丙烯酰胺的发展史三、聚丙烯酰胺的种类三、聚丙烯酰胺的种类2 2一、聚丙烯酰胺的结构一、聚丙烯酰胺的结构1 1 1 1、定义、定义、定义、定义 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺指
2、丙烯酰胺的均聚物及丙烯酰胺与其它单指丙烯酰胺的均聚物及丙烯酰胺与其它单体形成的共聚物的统称。工业上，凡含有体形成的共聚物的统称。工业上，凡含有5050以上丙烯酰胺以上丙烯酰胺单体的聚合物，都泛称作聚丙烯酰胺。单体的聚合物，都泛称作聚丙烯酰胺。线形水溶性聚合物线形水溶性聚合物油田应用最广的聚合物之一油田应用最广的聚合物之一最具代表的为聚丙烯酰胺及其水解物最具代表的为聚丙烯酰胺及其水解物Polyacrylamide聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺PAM acrylamide3 32 2 2 2、结构特点、结构特点、结构特点、结构特点一、聚丙烯酰胺的结构一、聚丙烯酰胺的结构非离子非离子PAM阴离子阴离子PAM阳
3、离子阳离子PAM共同的结构共同的结构含有含有线形线形分子主链分子主链含有亲水基含有亲水基酰胺基酰胺基水溶性水溶性4 4二、聚丙烯酰胺的发展史二、聚丙烯酰胺的发展史1 1 1 1、国外、国外、国外、国外1893年年1954年年80年代年代日本生产量逐年增加日本生产量逐年增加美国和西欧为主要生产地美国和西欧为主要生产地2 2 2 2、国内、国内、国内、国内20世纪世纪60年代年代70年代年代大庆炼化公司大庆炼化公司山东胜利油田山东胜利油田“八五八五”期间引进期间引进5 5万吨万吨/ /年生产装置年生产装置“九五九五”期间引进期间引进1 1万吨万吨/ /年生产装置年生产装置5 5三、聚丙烯酰胺的种类
4、三、聚丙烯酰胺的种类非离子型聚丙烯酰胺非离子型聚丙烯酰胺阳离子型聚丙烯酰胺阳离子型聚丙烯酰胺阴离子型聚丙烯酰胺阴离子型聚丙烯酰胺两性离子型聚丙烯酰胺两性离子型聚丙烯酰胺NPAMCPAMAPAMAPAM超高相对分子量的超高相对分子量的PAM疏水型的疏水型的PAM抗盐型的抗盐型的PAM梳型聚丙烯酰胺梳型聚丙烯酰胺6 62.2 聚丙烯酰胺的生产现状聚丙烯酰胺的生产现状一、单体丙烯酰胺的生产方法一、单体丙烯酰胺的生产方法二、聚丙烯酰胺的生产方法二、聚丙烯酰胺的生产方法四、聚丙烯酰胺的生产工艺四、聚丙烯酰胺的生产工艺三、常见聚丙烯酰胺的生产三、常见聚丙烯酰胺的生产五、聚丙烯酰胺的生产与销售五、聚丙烯酰胺
5、的生产与销售7 7一、单体丙烯酰胺的生产方法一、单体丙烯酰胺的生产方法1 1 1 1、硫酸水合法、硫酸水合法、硫酸水合法、硫酸水合法60年代年代 特点：特点：纯度低、收率低，丙烯腈的消耗量大，环境污染严重纯度低、收率低，丙烯腈的消耗量大，环境污染严重。 1960年美国氰氨公司首次年美国氰氨公司首次2 2 2 2、催化水合法、催化水合法、催化水合法、催化水合法70年代年代1972年美国道化学公司和日本东亚化学公司年美国道化学公司和日本东亚化学公司8 8一、单体丙烯酰胺的生产方法一、单体丙烯酰胺的生产方法催化剂催化剂美国：美国：铜铜铬铬 日本：日本：铜铜镍镍 中国：中国：铜铜铝铝锌锌 特点：特点：
6、纯度高、收率高、无污染、易实现工业化生产纯度高、收率高、无污染、易实现工业化生产 。 3 3 3 3、生物化合法、生物化合法、生物化合法、生物化合法第三代生产技术第三代生产技术日本日本19851985年年4 4千吨，千吨，19921992年年2 2万吨万吨中国中国“八五八五”攻关中试，中石油攻关中试，中石油2 2千千吨吨 特点：特点：三高（活性、选择性、收率）、能耗低、三废少三高（活性、选择性、收率）、能耗低、三废少 。 9 91 1 1 1、聚合方法、聚合方法、聚合方法、聚合方法二、聚丙烯酰胺的生产方法二、聚丙烯酰胺的生产方法 聚聚合合方方法法按按单单体体在在介介质质中中的的分分散散状状态态
7、分分类类有有：水水溶溶液液聚聚合合法法、反反相相乳乳液液聚聚合合、反反相相微微乳乳液液聚聚合合、悬悬浮浮聚聚合合、沉沉淀聚合、衍生物聚合、固态聚合、胶束聚合等。淀聚合、衍生物聚合、固态聚合、胶束聚合等。 自由基聚合自由基聚合引发剂引发剂：氧化还原或偶氮化合物氧化还原或偶氮化合物辐射引发：辐射引发：CoCo8080源的源的射线射线2 2 2 2、常用的生产方法、常用的生产方法、常用的生产方法、常用的生产方法水溶液聚合水溶液聚合反相乳液聚合反相乳液聚合1010二、聚丙烯酰胺的生产方法二、聚丙烯酰胺的生产方法过硫酸盐过硫酸盐/ /亚硫酸盐亚硫酸盐引发剂引发剂水溶液聚合水溶液聚合特点特点低浓度低浓度A
8、M制备制备PAM水溶液产品水溶液产品溴酸盐溴酸盐/ /亚硫酸盐亚硫酸盐偶氮化合物偶氮化合物中高浓度中高浓度AM制备制备PAM粉状产品粉状产品 大大庆庆炼炼化化公公司司于于“八八五五”期期间间引引进进法法国国SNFSNF公公司司技技术术与与设设备备，建建成成5.25.2万万吨吨/ /年年水水解解聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺的的生生产产装装置置，于于19951995年年1010月月正正式式投投产产。产产品品的的相相对对分分子子质质量量可可达达到到1000100017001700万万。该该公公司司于于“九九五五”期期间间改改进进技技术术，建建成成了了共共聚聚装装置置，产产品品分分子量高达子量高达190019
9、00万万以上。以上。最悠久最悠久1111 例例子子：丙丙烯烯酰酰胺胺、甲甲基基丙丙烯烯酰酰胺胺与与顺顺丁丁烯烯二二酸酸酐酐共共聚聚，以以Span-80Span-80为为乳乳化化剂剂，以以过过硫硫酸酸钾钾- -亚亚硫硫酸酸钠钠氧氧化化还还原原体体系系为为引引发发剂剂，在在甲甲苯苯- -水水体体系系中中进进行行反反相相乳乳液液聚聚合合。聚聚合合反反应应在在7070下进行下进行1h1h。HLBHLB4 46 6的乳化剂的乳化剂体系体系反相乳液聚合反相乳液聚合特点特点聚合速率高聚合速率高油介质可用脂肪烃或芳烃油介质可用脂肪烃或芳烃引发剂为过硫酸钾引发剂为过硫酸钾- -亚硫酸钠亚硫酸钠产品相对分子质量高
10、产品相对分子质量高二、聚丙烯酰胺的生产方法二、聚丙烯酰胺的生产方法共聚反应共聚反应1212三、常见聚丙烯酰胺的生产三、常见聚丙烯酰胺的生产1 1 1 1、非离子型聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺羟甲基反应和交联反应羟甲基反应和交联反应的产物的产物2 2 2 2、阴离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺水解反应和磺甲基反应水解反应和磺甲基反应的产物的产物1313三、常见聚丙烯酰胺的生产三、常见聚丙烯酰胺的生产3 3 3 3、阳离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺胺甲基反应和霍夫曼降
11、解反应胺甲基反应和霍夫曼降解反应的产物的产物4 4 4 4、两性离子型聚丙烯酰胺、两性离子型聚丙烯酰胺、两性离子型聚丙烯酰胺、两性离子型聚丙烯酰胺1414三、常见聚丙烯酰胺的生产三、常见聚丙烯酰胺的生产1515三、常见聚丙烯酰胺的生产三、常见聚丙烯酰胺的生产1616四、聚丙烯酰胺的生产工艺四、聚丙烯酰胺的生产工艺1 1 1 1、工艺流程、工艺流程、工艺流程、工艺流程（均聚、抗盐）（均聚、抗盐）溶解工序溶解工序反应工序反应工序预研磨与造粒工序预研磨与造粒工序筛分与包装工序筛分与包装工序细粉再生产工序细粉再生产工序干燥工序干燥工序水解工序（抗盐）水解工序（抗盐）（均聚、抗盐）（均聚、抗盐）1717
12、四、聚丙烯酰胺的生产工艺四、聚丙烯酰胺的生产工艺2 2 2 2、工艺流程图、工艺流程图、工艺流程图、工艺流程图1818四、聚丙烯酰胺的生产工艺四、聚丙烯酰胺的生产工艺1919五、聚丙烯酰胺的生产与销售五、聚丙烯酰胺的生产与销售 目目前前，聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺的的生生产产能能力力已已经经超超过过了了5555万万吨吨/ /年年，美美国国和和西西欧欧是是主主要要地地生生产产场场地地。各各国国的的消消费费结结构构也也不不相相同同，美美国国和和西西欧欧主主要要应应用用于于水水处处理理工工业业，日日本本主主要要应应用用于于造造纸纸工业，我国主要应用采油工业，水处理工业等领域。工业，我国主要应用采油工业，水
13、处理工业等领域。 美美国国：水水处处理理占占60%60%，造造纸纸占占25%25%，矿矿山山占占11%11%，其其它它占占4%4%。 中中国国：采采油油占占81%81%，水水处处理理占占9%9%，造造纸纸占占5%5%，矿矿山山占占2%2%，其它占，其它占3%3%。20202.3 聚丙烯酰胺的物化性质聚丙烯酰胺的物化性质一、聚丙烯酰胺的物理性质一、聚丙烯酰胺的物理性质二、聚丙烯酰胺的化学性质二、聚丙烯酰胺的化学性质2121一、聚丙烯酰胺的物理性质一、聚丙烯酰胺的物理性质1 1 1 1、固体性质、固体性质、固体性质、固体性质存在形式存在形式冷冻干燥冷冻干燥进一步干燥进一步干燥沉淀分离沉淀分离松软白
14、色固体松软白色固体脆性白色固体脆性白色固体玻璃态半透明固体玻璃态半透明固体吸水性吸水性潮湿潮湿干燥干燥强烈的水分吸收性强烈的水分吸收性强烈的水分保留性强烈的水分保留性2222一、聚丙烯酰胺的物理性质一、聚丙烯酰胺的物理性质2 2 2 2、溶液性质、溶液性质、溶液性质、溶液性质溶解性溶解性低浓度低浓度高浓度高浓度形成氢键，分子缠结，网状结构形成氢键，分子缠结，网状结构形成氢键，分子缠结，网状结构形成氢键，分子缠结，网状结构分子缠结严重，分子缠结严重， 形成凝胶状形成凝胶状相对分子质量越高，粘度越大相对分子质量越高，粘度越大容忍度容忍度PAMHPAM形成氢键，分子缠结，网状结构形成氢键，分子缠结，
15、网状结构对电解质具有很好的容忍性对电解质具有很好的容忍性高水解度，粘度随盐的加入减小高水解度，粘度随盐的加入减小低水解度，粘度随盐的加入出现最小值低水解度，粘度随盐的加入出现最小值2323稳定性稳定性时间时间时间越长，粘度越小时间越长，粘度越小温度温度7070，粘度和分子量均下降，粘度和分子量均下降5050，粘度和分子量基本不变，粘度和分子量基本不变一、聚丙烯酰胺的物理性质一、聚丙烯酰胺的物理性质原因？原因？流变特性流变特性假塑性假塑性浓度浓度越低，假塑性下降越低，假塑性下降分子量分子量越高，假塑性越强越高，假塑性越强温度、温度、pHpH值、剪切力值、剪切力 原因？原因？2424二、聚丙烯酰胺
16、的化学性质二、聚丙烯酰胺的化学性质1 1 1 1、水解反应、水解反应、水解反应、水解反应 催化剂催化剂：Na2CO3和和 NaOH ；只能制备水解度只能制备水解度30%的聚的聚丙烯酰胺，制备高水解度的聚丙烯酰胺采用共聚的方法。丙烯酰胺，制备高水解度的聚丙烯酰胺采用共聚的方法。2 2 2 2、羟甲基反应、羟甲基反应、羟甲基反应、羟甲基反应40-60pH=8-102525二、聚丙烯酰胺的化学性质二、聚丙烯酰胺的化学性质3 3 3 3、磺甲基反应、磺甲基反应、磺甲基反应、磺甲基反应50-60pH=10-134 4 4 4、胺甲基反应、胺甲基反应、胺甲基反应、胺甲基反应5 5 5 5、霍夫曼降解反应、
17、霍夫曼降解反应、霍夫曼降解反应、霍夫曼降解反应26266 6 6 6、交联反应、交联反应、交联反应、交联反应 凝胶速度随聚丙烯酰胺和甲醛的浓度及温度增加而增加。凝胶速度随聚丙烯酰胺和甲醛的浓度及温度增加而增加。乙二醛乙二醛、脲醛树脂脲醛树脂、蜜胺树脂蜜胺树脂、酚醛树脂酚醛树脂等均可与聚丙烯酰等均可与聚丙烯酰胺发生交联反应。胺发生交联反应。二、聚丙烯酰胺的化学性质二、聚丙烯酰胺的化学性质27272.4 聚丙烯酰胺的应用现状聚丙烯酰胺的应用现状一、石油工业一、石油工业二、水处理工业二、水处理工业三、造纸工业三、造纸工业四、其他领域四、其他领域2828一、石油工业一、石油工业1 1 1 1、驱油剂、
18、驱油剂、驱油剂、驱油剂PAMPAM良好的良好的降滤失、增稠、絮凝和降摩阻降滤失、增稠、絮凝和降摩阻等特性等特性油田钻井、采油、堵水、调剖、酸化、压裂、水处理等油田钻井、采油、堵水、调剖、酸化、压裂、水处理等 聚丙烯酰胺是目前公认的使用效果好，最有发展前景的聚合聚丙烯酰胺是目前公认的使用效果好，最有发展前景的聚合物。用于提高采收率的聚丙烯酰胺包括物。用于提高采收率的聚丙烯酰胺包括未水解的聚丙烯酰胺未水解的聚丙烯酰胺( (非离子聚丙烯酰胺非离子聚丙烯酰胺) )和和部分水解聚丙烯酰胺部分水解聚丙烯酰胺( (阴离子聚丙烯酰阴离子聚丙烯酰胺胺) )，其结构分别为：，其结构分别为：2929驱油作用驱油作用
19、增加水体粘度增加水体粘度降低水相的相渗透率降低水相的相渗透率一、石油工业一、石油工业 20 20世纪世纪9090年代初期，曾有专家预言：年代初期，曾有专家预言：“在一百年内没有一在一百年内没有一种聚合物可取代聚丙烯酰胺用于提高采收率种聚合物可取代聚丙烯酰胺用于提高采收率” 降低水油流度比降低水油流度比减少指进现象减少指进现象增大波及系数，提高采收率增大波及系数，提高采收率今后发展的重点：今后发展的重点：超高相对分子质量的改性聚丙烯酰胺超高相对分子质量的改性聚丙烯酰胺30302 2 2 2、钻井液添加剂、钻井液添加剂、钻井液添加剂、钻井液添加剂3 3 3 3、堵水调剖剂、堵水调剖剂、堵水调剖剂、
20、堵水调剖剂每口井需每口井需PAM100-150kg，我国每年需，我国每年需PAM约约3000吨吨。一、石油工业一、石油工业 水水解解聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺及及交交联联的的聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺凝凝胶胶。可可调调节节钻钻井井液液的的流流变变性性，控控制制失失水水，改改善善钻钻井井液液润润滑滑性性和和防防塌塌性性。用用它它配配制制的的低低固固相相钻钻井井液液不不仅仅可可提提高高钻钻速速，而而且且具具有有减减少少地地层层污污染的优点。聚丙烯酰胺凝胶主要用于染的优点。聚丙烯酰胺凝胶主要用于封堵井漏封堵井漏。 PAM PAM类化学堵水剂具有对油和水的渗透能力的类化学堵水剂具有对油和水的渗透能力的选择性选择性
21、，对，对油的渗透性降低最高可超过油的渗透性降低最高可超过10%10%，而对水的渗透性减少可超过，而对水的渗透性减少可超过90%90%。 3131一、石油工业一、石油工业油田用堵水调剖剂油田用堵水调剖剂采油研究院采油研究院3232一、石油工业一、石油工业油田用耐高温堵水调剖剂油田用耐高温堵水调剖剂3333 压压裂裂工工艺艺是是油油田田开开发发致致密密层层的的重重要要增增产产措措施施，其其作作用用是是开开通通岩岩石石的的通通道道，让让油油流流过过。由由PAMPAM交交联联而而成成的的压压裂裂液液，由由于于具具有有高高粘粘度度、低低摩摩阻阻、良良好好的的悬悬砂砂能能力力、滤滤失失性性小小、粘粘度度稳
22、稳定定性性好好、残渣少、货源广以及配制方便和成本低的优势而被广泛应用。残渣少、货源广以及配制方便和成本低的优势而被广泛应用。4 4 4 4、压裂液添加剂、压裂液添加剂、压裂液添加剂、压裂液添加剂一、石油工业一、石油工业3434二、水处理工业二、水处理工业絮凝剂絮凝剂絮凝性能絮凝性能城市污水、生活污水、工业废水等城市污水、生活污水、工业废水等地下水和工业悬浮液固液分离工程地下水和工业悬浮液固液分离工程 吸附性能吸附性能 PAMPAM是世界上应用最广、效能最高的高分子有机合成絮是世界上应用最广、效能最高的高分子有机合成絮凝剂、沉降剂和助凝剂。凝剂、沉降剂和助凝剂。沉降剂沉降剂凝聚性能凝聚性能天雨水
23、期低温低浊水，提高水处天雨水期低温低浊水，提高水处理工艺的抗冲击能力，浊度去除理工艺的抗冲击能力，浊度去除率提高率提高23%以上，色度去除率提以上，色度去除率提高高10%，降低矾耗，降低矾耗25%50%。 节约制水成本，超产水量节约制水成本，超产水量5%10%3535三、造纸工业三、造纸工业改善纸页的均匀度，降低纸料的打浆度，促进长纤维改善纸页的均匀度，降低纸料的打浆度，促进长纤维在抄纸时的分散，增加纸浆液的稳定性及填料和颜料在抄纸时的分散，增加纸浆液的稳定性及填料和颜料的粘结性的粘结性 。1000-1万万颜料的分散剂颜料的分散剂50万万-100万万纸张的增强剂纸张的增强剂能有效地提高纸张的强
24、度，提高纸张的抗撕性和多孔能有效地提高纸张的强度，提高纸张的抗撕性和多孔性，以改进视觉和印刷性能性，以改进视觉和印刷性能 。3636100万万-2500万万助留滤剂及沉降剂助留滤剂及沉降剂提提高高填填料料、颜颜料料等等的的存存留留率率以以降降低低原原材材料料的的流流失失和和对对环环境境的的污污染染；提提高高填填料料粒粒子子和和细细小小纤纤维维的的存存留留率率，加加速速脱脱水水速速度度，减减少少纤纤维维在在白白水水中中的的流流失失量量，有有利利于于提提高过滤和沉淀等回收设备的效率，减少污染。高过滤和沉淀等回收设备的效率，减少污染。 。三、造纸工业三、造纸工业注：注：PAMPAM的使用效果取决于平
25、均分子量、离子性质、离的使用效果取决于平均分子量、离子性质、离子强度及其它共聚物的活性子强度及其它共聚物的活性。 37371 1 1 1、纺织、印染、纺织、印染、纺织、印染、纺织、印染四、其他领域四、其他领域可可生生成成柔柔顺顺、防防皱皱、耐耐霉霉菌菌的的保保护护层层，利利用用它它的的吸吸湿湿性性强强的的特特点点，较较好好的的成成膜膜性性及及浆浆膜膜的的光光滑滑度度、高高强强低低弹弹性性，对对纤纤维维良良好好的的亲亲和和性性，与与天天然然浆浆料料和和合合成成浆浆料料良良好好的的互互溶溶性性，能能减减少少纺纺细细纱纱时时的的断断线线率率，防防止止织织物物的的静静电电和和阻阻燃。燃。织物的上浆剂和
26、整理剂织物的上浆剂和整理剂印染助剂印染助剂可使产品附着牢度大、鲜艳度高，还可作为漂白的非硅可使产品附着牢度大、鲜艳度高，还可作为漂白的非硅高分子稳定剂及匀染剂纺织助剂等。高分子稳定剂及匀染剂纺织助剂等。高效净化剂和脱色剂高效净化剂和脱色剂38382 2 2 2、医药工业、医药工业、医药工业、医药工业四、其他领域四、其他领域分分子子中中带带有有亲亲水水与与憎憎水水基基团团，使使其其水水凝凝胶胶具具有有良良好好温温敏敏性性，在在水水中中的的溶溶胀胀性性在在某某一一临临界界温温度度随随温温度度的的微微小小变变化化发发生生激激烈烈的的突突变变，体体积积变变化化可可达达几几十十到到几几百倍。百倍。智能性
27、凝胶智能性凝胶药药物物的的控控制制释释放放和和酶酶的的包包埋埋、蛋蛋白白质质电电泳泳、人人工器官材料、接触眼镜片等。工器官材料、接触眼镜片等。3 3 3 3、农业、农业、农业、农业土土壤壤结结构构改改良良剂剂，可可有有效效改改善善土土壤壤结结构构，增增加加土土壤壤表表层层颗颗粒粒间的凝聚力，增大土壤表面粗糙度间的凝聚力，增大土壤表面粗糙度 ；吸水保水的作用。；吸水保水的作用。39394 4 4 4、建筑业、建筑业、建筑业、建筑业四、其他领域四、其他领域 PAM可可以以增增强强石石膏膏水水泥泥的的硬硬度度，提提高高湿湿法法水水泥泥制制造造中中沉沉降降槽槽的的生生产产能能力力和和水水泥泥的的可可滤
28、滤性性，改改善善窑窑料料均均一一性性，加加速速石石棉棉水水泥泥的的脱脱水水速速度度。PAM凝凝胶胶可可用用于于建建筑筑物物的的填填缝、修复及堵漏缝、修复及堵漏 。5 5 5 5、日用业、日用业、日用业、日用业 高高吸吸水水性性树树脂脂具具有有较较高高的的强强度度，吸吸水水量量可可达达自自重重的的数数百倍以上百倍以上 。如尿不湿。如尿不湿食品：絮凝剂；冶矿食品：絮凝剂；冶矿食品：絮凝剂；冶矿食品：絮凝剂；冶矿: : : :絮凝絮凝絮凝絮凝剂；剂；剂；剂；凝胶炸药、电池的凝凝胶炸药、电池的凝凝胶炸药、电池的凝凝胶炸药、电池的凝胶电解液、火箭燃料中使用的凝胶联胺、色谱柱等胶电解液、火箭燃料中使用的凝
29、胶联胺、色谱柱等胶电解液、火箭燃料中使用的凝胶联胺、色谱柱等胶电解液、火箭燃料中使用的凝胶联胺、色谱柱等 40402.5 聚丙烯酰胺的发展前景聚丙烯酰胺的发展前景一、超高相对分子质量的聚丙烯酰胺一、超高相对分子质量的聚丙烯酰胺二、具有反聚电解质行为的聚合物二、具有反聚电解质行为的聚合物三、耐温抗盐型的丙烯酰胺共聚物三、耐温抗盐型的丙烯酰胺共聚物4141一、超高相对分子质量的一、超高相对分子质量的PAM 近近年年来来，国国内内外外进进行行超超高高相相对对分分子子质质量量聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺（PAMPAM）的的聚聚合合研研究究相相当当活活跃跃。研研究究重重点点多多集集中中在在如如何何获获得得超超高
30、高相相对对分分子子质质量量的的聚聚合合物物产产品品、如如何何使使超超高高相相对对分分子子质质量量的的PAMPAM更易溶于水，以及使更易溶于水，以及使PAMPAM大分子功能化等方面。大分子功能化等方面。制制备备超超高高相相对对分分子子质质量量PAMPAM的的方方法法很很多多，而而通通过过选选择择适适当当的的引引发发体体系系以以合合成成出出相相对对相相对对分分子子质质量量高高的的产产品品是是简简单单可可行行的的途途径径之之一一。氧氧化化还还原原（RedoxRedox）引引发发体体系系具具有有分分解解活活化化能能低低、引引发发温温度度低低、聚聚合合反反应应易易于于控控制制等等优优点点，所所以以在在合
31、合成成超超高高相相对对分分子子质质量量的的PAMPAM研研究究中中引引起起人人们们对对氧氧化化还还原原引引发发剂剂这这一一领领域的极大关注。域的极大关注。4242一、超高相对分子质量的一、超高相对分子质量的PAM1 1 1 1、引发体系、引发体系、引发体系、引发体系氢过氧化物氢过氧化物过渡金属过渡金属双官能度双官能度过硫酸盐过硫酸盐可聚合脂肪胺、脲素、偶氮胺类可聚合脂肪胺、脲素、偶氮胺类硫酸亚铁盐硫酸亚铁盐氨基甲酸酯、胺类、多胺羧酸氨基甲酸酯、胺类、多胺羧酸过氧键、过酯键、过酰键、偶氮键过氧键、过酯键、过酰键、偶氮键4343一、超高相对分子质量的一、超高相对分子质量的PAM2 2 2 2、聚合
32、方法、聚合方法、聚合方法、聚合方法反相微乳液反相微乳液反相悬浮反相悬浮等离子体等离子体水溶液聚合水溶液聚合实验室和工业上采用的方法实验室和工业上采用的方法Span-20、80与与Tween-60、80混合混合Span-20新兴的聚合方法新兴的聚合方法4444二、具有反聚电解质行为的聚合物二、具有反聚电解质行为的聚合物 溶溶液液粘粘度度在在一一定定条条件件下下不不会会随随外外加加盐盐浓浓度度的的增增加加而而减减小小，而而是是随随外外加加盐盐浓浓度度的的增增加加而而增增大大，呈呈现现出出十十分分明明显显的的反反聚聚电电解解质溶液行为质溶液行为(antipolyelectrolyte behavio
33、r in solution)(antipolyelectrolyte behavior in solution)。 具具有有反反聚聚电电解解质质溶溶液液行行为为的的两两性性聚聚合合物物：指指其其大大分分子子链链上上同同时时含含有有正正负负电电荷荷基基团团且且其其数数目目相相等等的的电电中中性性两两性性聚聚电电解解质质(neutral polyampholyte）。）。1 1 1 1、特点、特点、特点、特点国外研究十分活跃，国内研究较少国外研究十分活跃，国内研究较少4545二、具有反聚电解质行为的聚合物二、具有反聚电解质行为的聚合物2 2 2 2、合成、合成、合成、合成（1 1 1 1）阴阳离子
34、单体聚合阴阳离子单体聚合 阴离子单体阴离子单体2-2-丙烯酰胺基丙烯酰胺基-2-2-甲基丙磺酸钠甲基丙磺酸钠(NaAMPS)(NaAMPS)和和阳离子单体阳离子单体2-2-丙烯酰胺基丙烯酰胺基-2-2-甲基丙基二甲基氯化胺盐酸盐甲基丙基二甲基氯化胺盐酸盐(AMPDACHCl)(AMPDACHCl)通过二元通过二元自由基溶液聚合自由基溶液聚合制得了分子中阴、制得了分子中阴、阳离子摩尔含量各占阳离子摩尔含量各占5050的高电荷密度两性聚合物的高电荷密度两性聚合物( (ADASADAS) )。4646二、具有反聚电解质行为的聚合物二、具有反聚电解质行为的聚合物 由阴离子单体由阴离子单体NaAMPSN
35、aAMPS、阳离子单体甲基丙烯酰胺基丙基、阳离子单体甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵三甲基氯化铵(MAPTAC)(MAPTAC)和非离子单体和非离子单体N-N-乙烯基乙烯基-2-2-吡咯烷酮吡咯烷酮(NVP)(NVP)通过三元通过三元自由基溶液聚合自由基溶液聚合制得了分子中阴、阳离子摩制得了分子中阴、阳离子摩尔含量各占尔含量各占5 5的低电荷密度两性聚合物。的低电荷密度两性聚合物。4747二、具有反聚电解质行为的聚合物二、具有反聚电解质行为的聚合物（2 2 2 2）两性离子对共聚单体聚合两性离子对共聚单体聚合4848二、具有反聚电解质行为的聚合物二、具有反聚电解质行为的聚合物（3 3 3 3）甜
36、菜碱两性单体聚合甜菜碱两性单体聚合乙烯基吡啶衍生物乙烯基吡啶衍生物丙烯酰胺衍生物丙烯酰胺衍生物4949二、具有反聚电解质行为的聚合物二、具有反聚电解质行为的聚合物（4 4 4 4）聚合后的功能化反应聚合后的功能化反应5050二、具有反聚电解质行为的聚合物二、具有反聚电解质行为的聚合物3 3 3 3、应用、应用、应用、应用石油开采石油开采石油开采石油开采 不不仅仅是是一一种种适适合合于于高高矿矿化化度度、高高温温条条件件下下水水基基泥泥浆浆增增稠稠的的新新型型钻钻井井液液增增粘粘剂剂，而而且且还还是是一一种种综综合合性性能能优优于于羟羟乙乙基基纤纤维维素素、丙丙烯烯酰酰胺胺与与丙丙烯烯酸酸共共聚
37、聚物物等等常常用用化化学学剂剂的的高高性性能能固固井井水水泥泥外外加加剂剂。此此外外，具具有有反反聚聚电电解解质质效效应应的的两两性性聚聚合合物物还还是是一一种种用用于于高高温、高盐油藏的新一代温、高盐油藏的新一代聚合物驱油剂聚合物驱油剂。水处理剂水处理剂高吸水材料高吸水材料湍流减阻剂湍流减阻剂5151三、耐温抗盐型丙烯酰胺共聚物三、耐温抗盐型丙烯酰胺共聚物共聚共聚共聚共聚 丙烯酰胺与带有丙烯酰胺与带有耐温抗盐耐温抗盐性能结构单元的功能单体共聚，性能结构单元的功能单体共聚，耐温抗盐制备共聚物耐温抗盐制备共聚物交联交联交联交联采用聚丙烯酰胺轻度交联合成具有可流动的采用聚丙烯酰胺轻度交联合成具有可
38、流动的水凝胶水凝胶。缔合缔合缔合缔合 利利用用大大分分子子基基团团间间的的氢氢键键，静静电电库库仑仑力力与与疏疏水水缔缔合合等等分分子子间间作作用用力力，进进行行大大分分子子自自组组装装，使使聚聚合合物物溶溶液液具具有有超超分分子子结结构构，从而研制出具有耐温抗盐性能优良的聚合物驱油剂从而研制出具有耐温抗盐性能优良的聚合物驱油剂5252总总 结结 （三）（三）本节重点与难点：本节重点与难点：本节重点与难点：本节重点与难点：1 1、聚丙烯酰胺的定义、聚丙烯酰胺的定义2 2、聚丙烯酰胺的种类、聚丙烯酰胺的种类3 3、聚丙烯酰胺的发展史、聚丙烯酰胺的发展史4 4、丙烯酰胺的生产方法、丙烯酰胺的生产方法5 5、聚丙烯酰胺的具体生产方法、聚丙烯酰胺的具体生产方法6 6、聚丙烯酰胺的生产工艺、聚丙烯酰胺的生产工艺理解理解理解掌握理解掌握熟悉熟悉掌握掌握熟悉熟悉5353原原 因因5454
