聚丙烯酰胺用于造紙助濾劑

　　聚丙烯酰胺(PAM)又稱三號絮凝劑，是由丙烯酰胺單體聚合而成的有機高分子聚合物，無色無味、無臭、無腐蝕性、易溶于水。聚丙烯酰胺在常溫下比較穩(wěn)定，高溫、冰凍時易降解，并降低絮凝效果，故其貯存與配制投加時，溫度應(yīng)控制在2℃～60℃時，絮凝效果為佳，否則會降低使用效果。聚丙烯酰胺的分子結(jié)構(gòu)為：(CH2CHCONH2)n，結(jié)構(gòu)式中丙烯酰胺分子量為71.08，n值隨著科技的發(fā)展不斷提高，聚丙烯酰胺分子量可達(dá)300-2500萬，甚至更高，分為低、中、高和超高相對分子量。聚丙烯酰胺產(chǎn)品按其純度來分，有粉劑和膠體兩種，粉劑產(chǎn)品為白色或微黃色顆粒或粉末，固含量一般在90%以上，膠體產(chǎn)品為無色或微黃色透膠體，固含量為8%～9%。

　　在沒有使用聚丙烯酰胺時，漿料纖維與填料因為粒徑大小不一，在紙網(wǎng)上由于重力作用的結(jié)果進(jìn)行自動的空間分布，細(xì)小物質(zhì)填充于粒徑較大的物質(zhì)縫隙間，形成致密的阻隔層，大大降低水份下滲速度。聚丙烯酰胺作用下形成的絮團能很好的阻止粒徑大小的物質(zhì)進(jìn)行致密排列，原本用于填充空隙的細(xì)小物質(zhì)被絮聚，從而有效騰出水份下滲空間，使濾水速度明顯加快。但不均勻的絮團，尤其是分子量大小嚴(yán)重不一致的聚丙烯酰胺產(chǎn)品所帶來的絮團，粒徑上差別顯著，小絮團同樣能進(jìn)入到大的絮團空隙間，減少水份下滲速度。

　　對于造紙過程來說，纖維、填料和一些助劑等都是水不溶性的，它們有在水溶液中自行聚集的趨勢，而且不同物料之間往往因不相容性而盡量遠(yuǎn)離，這樣就難以得到性能均勻，強度理想的紙張。加入分散劑則可以使固體粒子表面形成雙分子層結(jié)構(gòu)，外層分散劑極性端與水有較強親合力，增加了固體粒子被水潤濕的程度。固體顆粒之間因靜電斥力而遠(yuǎn)離，達(dá)到良好分散效果。良好的纖維分散劑要求有一定的熱解性，即隨著溫度的升高而逐漸分解，黏度也相應(yīng)降低，這樣就不會留在已干燥的紙頁上，不會因使用纖維分散劑而影響纖維的原有性能。分散劑作用的機理可能是漿料中陰離子或非離子表面活性劑的加入降低了漿料懸浮液的表面張力，提高了纖維表面的潤濕性能，減少了纖維因疏水性而引起的絮凝，其作用機理可能是：

　　(1)賦予纖維表面電荷，使其幾乎產(chǎn)生斥力(陰離子表面活性劑);

　　(2)覆蓋于纖維表面，起到保護(hù)膠體的作用;

　　(3)在纖維周圍形成黏度狀態(tài)，防止纖維碰撞聚集;

　　(4)表面活性劑具有良好的吸附劑懸浮特性，吸附在纖維表面，形成水膜，使纖維相互滑過而不致產(chǎn)生纏結(jié);

　　(5)纖維表面潤濕性能的改變也減少了纖維間的摩擦力， 減少了纖維間相互黏著的機會; 當(dāng)往懸浮液中添加多聚磷酸鹽，如六偏磷酸鈉，焦磷酸鉀等多價電解質(zhì)時，其可能導(dǎo)致纖維分散的機理是： 此類電解質(zhì)的加入改變了纖維上的動電電荷，使纖維上的負(fù)電荷增加，纖維相互之間的斥力增大， 從而構(gòu)成了穩(wěn)定的帶陰性電荷的懸浮液。

　　聚丙烯酰胺是丙烯酰胺均聚或與其它單體共聚而生成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50 %以上的水溶性高分子。它的生產(chǎn)方法主要有3 種:水溶液聚合法、反相乳液聚合法和輻射聚合法 。PAM 是丙烯酰胺(AM) 共聚或與其它單體共聚而生成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50 %以上的水溶性高分子。根據(jù)官能團類型, PAM 可分為非離子型(NPAM)、陰離子型(APAM) 、陽離子型(CPAM) 和兩性型(ACPAM)4 類。PAM 具有易水解、使用方便、環(huán)境友好等優(yōu)點,它可用作紙張增強劑、助留助濾劑等。但PAM 呈電中性,不能有效地吸附在紙漿中的纖維上,因此用作紙張增強劑時需進(jìn)行離子化處理。常用的方法有:通過酰胺基水解得到含部分羧基的陰離子型聚丙烯酰胺(A2PAM) ; 通過Hofmann 降解反應(yīng)或Mannich 反應(yīng)生成陽離子型聚丙烯酰胺(CPAM) ;或通過丙烯酰胺和其它單體共聚生成陰離子型、陽離子型或兩性聚丙烯酰胺。