Poliakrilamīda (PAM) ražošanas procesi un klasifikācija
I. Ūdens šķīduma polimerizācija
Priekšrocības: zemas izmaksas, vienkāršs aprīkojums, augsta drošība un spēja sasniegt ļoti augstu molekulmasu; piemērots liela apjoma 25 kg iesaiņota sausā pulvera ražošanai.
1. Sastāvdaļu sagatavošana un attīrīšana: dejonizētu ūdeni sajauc ar attīrītu akrilamīdu (AM). Anjonu PAM pievieno akrilskābi (AA); katjonu PAM pievieno katjonu monomērus, piemēram, DMC vai DAC. Tiek noregulēts pH un tiek ievadīta slāpekļa gāze, lai noņemtu skābekli (jo skābeklis kavē polimerizāciju).
2. Iniciācija un polimerizācija: tiek pievienota redoks-iniciācijas sistēma (visbiežāk amonija persulfāts kopā ar nātrija bisulfītu, bieži papildināts ar azoiniciatoru). Temperatūra tiek uzturēta 20–50 grādu robežās, un adiabātiskā polimerizācija notiek 2–6 stundas, kā rezultātā veidojas ciets, elastīgs gēla bloks.
- Nejonu PAM: ražots, izmantojot AM homopolimerizāciju.
- Anjonu PAM (APAM) – divas metodes:
① Homopolimerizācija, kam seko hidrolīze (galvenā pieeja): vispirms tiek ražots nejonu gēla bloks, pēc tam to hidrolizē, karsējot ar NaOH, lai ieviestu karboksilgrupas. Hidrolīzes pakāpi var regulēt, un šī metode dod lielāku molekulmasu (parasti izmanto augstas molekulmasas APAM naftas atradnēs).
② Kopolimerizācija-hidrolīze: AM un akrilskābe tiek polimerizēti kopā; šis process ir vienkāršāks, lai gan iegūtā molekulmasa ir nedaudz mazāka.
- Katjonu PAM (CPAM): ražots tiešā AM un katjonu monomēru kopolimerizācijā. Šim tipam nevar veikt spēcīgu sārmu hidrolīzi; jonu pakāpi kontrolē monomēru attiecība, un ražošanas izmaksas ir augstākas.
3. Granulēšana: gēla bloku sagriež vai sasmalcina mazākās gēla daļiņās.
4. Žāvēšana karstā gaisā: daļiņas žāvē 80–120 grādu temperatūrā līdz mitruma saturam<10%. The temperature must be carefully controlled; excessive heat can cause molecular weight degradation or cross-linking, rendering the polymer insoluble.
5. Pulverizācija un sijāšana. Materiālu sasmalcina pulverī un izsijā (parasti 80–120 acs).
6. Kvalitātes pārbaude (molekulmasa, jonu pakāpe, šķīdināšanas ātrums, akrilamīda atlikuma saturs) un iepakošana.
II. Apgrieztās emulsijas polimerizācija (emulsijas PAM, šķidrs produkts)
Ūdens eļļā (W/O) sistēma: AM ūdens šķīdums kalpo kā izkliedētā fāze, savukārt petroleja vai līdzīgs ogļūdeņradis darbojas kā nepārtrauktā fāze. Baltā eļļa kalpo kā nepārtraukta eļļas fāze; pievieno emulgatoru, lai izkliedētu vielu mikropilienos, kas pēc tam tiek polimerizēti.
III. Apgrieztās fāzes suspensijas polimerizācija
Monomēru pilieni tiek suspendēti un polimerizēti organiskā šķīdinātājā, iegūstot poliakrilamīdu (PAM) tieši lodīšu veidā (pērlēm līdzīgas daļiņas).
IV. Dispersijas polimerizācija (jaunāka metode)
Ūdens bāzes dispersijas process, kas ļauj izvairīties no lielu daudzumu organisko šķīdinātāju izmantošanas. Iegūtais produkts ir dispersija uz ūdens bāzes; tas ātri izšķīst un galvenokārt tiek izmantots augstākās klases papīra ražošanā un kā piedeva pārklājumiem. Ražošanas jauda ir salīdzinoši ierobežota.
Četri galvenie veidi
APAM (anjonu PAM)
Piemērots notekūdeņiem, kas satur neorganiskas suspendētās cietās vielas, piemēram, no ogļu mazgāšanas, minerālu pārstrādes, smilšu un grants rūpnīcām, galvanizācijas iekārtām, tērauda rūpnīcām un ūdens attīrīšanas (dzidrināšanas). Tas ir visefektīvākais sārmainā pH apstākļos un ir vispieejamākais risinājums.
2. CPAM (katjonu PAM)
Galvenokārt izmanto dūņu atūdeņošanai (tostarp dūņām no sadzīves notekūdeņiem, kautuvēm, pārtikas pārstrādei un papīra ražošanai) un ar organiskām vielām bagātu notekūdeņu attīrīšanai. Tas ir iedalīts kategorijās pēc jonu pakāpes (no 10 līdz 60), un tas ir visdārgākais veids.
3. NPAM (nejonu PAM)
Izmanto skābā ūdens sistēmām, profilu kontrolei naftas urbumos, augsnes mitruma saglabāšanai un tekstilizstrādājumu izmēra noteikšanai.
4. Amfoteriskais PAM
Izmanto sarežģītiem notekūdeņiem, kam raksturīgas ievērojamas ūdens kvalitātes svārstības; šis veids tiek izmantots retāk.
