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陰離子聚丙烯酰胺（Anionic Polyacrylamide，簡稱 APAM）是聚丙烯酰胺的重要類別之一，分子鏈上帶有負電荷的解離性基團，具有優(yōu)良的絮凝、增稠、沉降性能，廣泛應(yīng)用于水處理、石油開采等領(lǐng)域。

一、 核心成分

主鏈結(jié)構(gòu)：主體為聚丙烯酰胺線性高分子鏈，由丙烯酰胺單體聚合而成。

陰離子官能團：通過共聚或水解反應(yīng)，在主鏈上引入負電性基團，常見的有：

羧基（-COOH）：常見的陰離子基團，由丙烯酰胺與丙烯酸共聚，或聚丙烯酰胺水解制得。

磺酸鈉基（-SO3Na）：耐鹽性更強，適用于高鹽廢水體系，由丙烯酰胺與丙烯磺酸鈉共聚生成。

技術(shù)指標(biāo)：關(guān)鍵指標(biāo)包括分子量（通常為 800 萬–2500 萬）、水解度（即陰離子基團的含量，一般為 10%–35%），這兩個指標(biāo)直接決定其應(yīng)用性能。

二、 生產(chǎn)工藝

工業(yè)上陰離子聚丙烯酰胺的主流生產(chǎn)工藝為水溶液聚合法，部分產(chǎn)品會采用反相乳液聚合法，核心流程如下（以水解法為例）：

原料準備

精制丙烯酰胺單體（AM）：純度≥99.5%，去除金屬離子、丙烯酸等雜質(zhì)，避免影響聚合反應(yīng)。

引發(fā)劑：選用氧化還原引發(fā)體系（如過硫酸銨 - 亞硫酸氫鈉），低溫引發(fā)聚合，控制反應(yīng)速率。

助劑：加入鏈轉(zhuǎn)移劑（如異丙醇）調(diào)節(jié)分子量，加入螯合劑（如 EDTA）絡(luò)合金屬離子。

聚合反應(yīng)

將丙烯酰胺單體溶解在去離子水中，配制成濃度為 15%–25% 的水溶液，調(diào)節(jié) pH 值至中性。

通入氮氣驅(qū)氧（氧氣會抑制聚合），然后加入引發(fā)劑，在 20–40℃ 下進行自由基聚合反應(yīng)，反應(yīng)持續(xù) 2–4 小時，生成聚丙烯酰胺凝膠。

水解改性

在聚丙烯酰胺凝膠中加入氫氧化鈉溶液，在 50–80℃ 下進行水解反應(yīng)，使部分酰胺基轉(zhuǎn)化為羧基，形成陰離子基團。

通過控制氫氧化鈉用量和水解時間，調(diào)節(jié)產(chǎn)品的水解度（即陰離子基團占比）。

后處理工序

造粒：將水解后的凝膠用造粒機切割成小顆粒。

干燥：在 60–80℃下熱風(fēng)干燥，去除水分至含水率≤10%。

粉碎篩分：用粉碎機粉碎，通過標(biāo)準篩網(wǎng)篩分，得到不同粒度的粉末成品。

包裝檢測：檢測分子量、水解度、溶解速度等指標(biāo)，合格后密封包裝。

補充：反相乳液聚合法是將丙烯酰胺水溶液分散在油相中，聚合后得到乳液狀產(chǎn)品，溶解速度更快，適用于連續(xù)化投加場景。

三、 主要用途

陰離子聚丙烯酰胺憑借其高粘度、強絮凝沉降能力，應(yīng)用覆蓋多個工業(yè)領(lǐng)域，核心用途如下：

水處理領(lǐng)域（主要用途）

工業(yè)廢水處理：用于鋼鐵、冶金、化工、印染、造紙等行業(yè)廢水的絮凝沉降，能快速吸附水中的懸浮顆粒、膠體物質(zhì)，形成大絮體加速沉降，降低廢水的 SS（懸浮物）、COD 指標(biāo)。

市政污水處理：在污泥脫水環(huán)節(jié)作為絮凝劑，使污泥形成緊密絮團，提高壓濾機、離心機的脫水效率，減少污泥體積。

飲用水凈化：用于原水澄清，去除水中的泥沙、藻類等雜質(zhì)（需選用食品級產(chǎn)品，嚴格控制殘留單體含量）。

石油開采領(lǐng)域

鉆井泥漿助劑：提高鉆井液的粘度和攜砂能力，穩(wěn)定井壁，防止塌孔。

三次采油驅(qū)油劑：在注水采油后期，注入陰離子聚丙烯酰胺溶液，提高驅(qū)油液粘度，擴大波及體積，將油層中殘余的原油驅(qū)替出來，提升原油采收率。

造紙行業(yè)

紙張增強劑：加入紙漿中，能提高紙張的干強度和濕強度，減少紙張破損率。

助留助濾劑：促進紙漿中的纖維、填料（如碳酸鈣）的留著率，加快網(wǎng)部濾水速度，提高造紙效率，降低原料損耗。

其他工業(yè)應(yīng)用

紡織印染：作為漿料的增稠劑，提高漿料粘度，改善上漿均勻性，減少斷頭率。

選礦行業(yè)：用于礦漿的絮凝沉降，分離礦物顆粒與水，提高精礦回收率。

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：作為土壤保水劑，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的保水保肥能力（需選用農(nóng)用級產(chǎn)品）。

四、 注意事項

溶解時需用清水緩慢攪拌溶解，不可一次性快速投加，否則易形成 “魚眼” 難溶物；溶解溫度不宜超過 60℃，避免分子鏈降解。

與陽離子聚丙烯酰胺不可混合使用，會發(fā)生電荷中和反應(yīng)，失去絮凝效果。

儲存時需置于陰涼干燥處，避免受潮、暴曬，保質(zhì)期通常為 1–2 年。