Polüakrüülamiidi (PAM) tootmisprotsessid ja klassifikatsioon
I. Vesilahuse polümerisatsioon
Eelised: madal hind, lihtne varustus, kõrge ohutus ja võimalus saavutada väga kõrge molekulmass; sobib 25 kg pakitud kuivpulbri suuremahuliseks tootmiseks.
1. Koostisosade valmistamine ja puhastamine: Deioniseeritud vesi segatakse puhastatud akrüülamiidiga (AM). Anioonse PAM-i jaoks lisatakse akrüülhape (AA); katioonse PAM-i jaoks lisatakse katioonseid monomeere, nagu DMC või DAC. pH reguleeritakse ja hapniku eemaldamiseks sisestatakse gaasiline lämmastik (kuna hapnik pärsib polümerisatsiooni).
2. Initsieerimine ja polümerisatsioon: lisatakse redoks-initsiatsioonisüsteem (enamasti ammooniumpersulfaat kombineerituna naatriumvesiniksulfitiga, sageli täiendatud aso-initsiaatoriga). Temperatuuri hoitakse vahemikus 20–50 kraadi ja adiabaatiline polümerisatsioon kestab 2–6 tundi, mille tulemuseks on tahke, elastne geeliplokk.
- Mitteioonne PAM: toodetud AM homopolümerisatsiooni teel.
- Anioonne PAM (APAM) – kaks meetodit:
① Homopolümerisatsioon, millele järgneb hüdrolüüs (tavaline lähenemisviis): esmalt valmistatakse mitteioonne geelplokk, seejärel hüdrolüüsitakse NaOH-ga kuumutamisel karboksüülrühmade sisestamiseks. Hüdrolüüsi astet saab reguleerida ja see meetod annab suurema molekulmassi (mida kasutatakse tavaliselt suure molekulmassiga APAM-i jaoks naftaväljade rakendustes).
② Kopolümerisatsioon-hüdrolüüs: AM ja akrüülhape polümeriseeritakse koos; see protsess on lihtsam, kuigi saadud molekulmass on veidi väiksem.
- Katioonne PAM (CPAM): toodetud AM ja katioonsete monomeeride otsesel kopolümerisatsioonil. Seda tüüpi ei saa tugevalt leeliseliselt hüdrolüüsida; ioonastet kontrollib monomeeride suhe ja tootmiskulud on kõrgemad.
3. Granuleerimine: geeliplokk lõigatakse või tükeldatakse väiksemateks geeliosakesteks.
4. Kuuma õhuga kuivatamine: osakesed kuivatatakse 80–120 kraadi juures niiskusesisalduseni<10%. The temperature must be carefully controlled; excessive heat can cause molecular weight degradation or cross-linking, rendering the polymer insoluble.
5. Purustamine ja sõelumine: materjal jahvatatakse pulbriks ja sõelutakse (tavaliselt 80–120 mešši).
6. Kvaliteedi testimine (molekulmass, ioonaste, lahustumiskiirus, akrüülamiidi jääksisaldus) ja pakendamine.
II. Pöördemulsioonpolümerisatsioon (emulsioon PAM, vedel toode)
Vesi-õlis (W/O) süsteem: dispergeeritud faasina toimib AM vesilahus, pideva faasina aga petrooleum või sarnane süsivesinik. Valge õli toimib pideva õlifaasina; lisatakse emulgaator, mis dispergeerib aine mikrotilkadeks, mis seejärel polümeriseeritakse.
III. Pöördfaasiline suspensioonpolümerisatsioon
Monomeeri tilgad suspendeeritakse ja polümeriseeritakse orgaanilises lahustis, saades polüakrüülamiidi (PAM) otse helmeste (pärlilaadsete osakeste) kujul.
IV. Dispersioonpolümerisatsioon (uuem meetod)
Veepõhine dispergeerimisprotsess, mis väldib suurte orgaaniliste lahustite koguste kasutamist. Saadud toode on veepõhine dispersioon; see lahustub kiiresti ja seda kasutatakse peamiselt tipptasemel paberitootmises ja pinnakattematerjalide lisandina. Tootmisvõimsus on suhteliselt piiratud.
Neli peamist tüüpi
APAM (anioonne PAM)
Sobib anorgaanilisi hõljuvaid aineid sisaldava reovee jaoks, näiteks söepesu, mineraalide töötlemise, liiva- ja kruusatehaste, galvaniseerimisrajatiste, terasetehaste ja veepuhastuse (selgitamise) jaoks. See on kõige tõhusam leeliselise pH tingimustes ja on kõige taskukohasem valik.
2. CPAM (katioonne PAM)
Kasutatakse peamiselt muda veetustamiseks (sealhulgas olmereovee, tapamajade, toiduainete töötlemise ja paberi valmistamise muda) ning orgaanilise rikka reovee puhastamiseks. Seda liigitatakse selle ioonastme järgi (vahemikus 10–60) ja see on kõige kallim tüüp.
3. NPAM (mitteioonne PAM)
Kasutatakse happeliste veesüsteemide jaoks, õlipuuraukude profiilide kontrollimiseks, mulla niiskuse säilitamiseks ja tekstiilide liimimiseks.
4. Amfoteerne PAM
Kasutatakse keeruka reovee jaoks, mida iseloomustavad veekvaliteedi olulised kõikumised; seda tüüpi kasutatakse harvemini.
