聚丙烯酰胺（PAM）及其衍生物是一類新型、精細(xì)、功能高分子產(chǎn)品，是現(xiàn)代合成水溶性高分子聚電解質(zhì)中較重要的品種。它通常都是由單體丙烯酰胺（AM）經(jīng)自由基加聚反應(yīng)而得到的高分子量聚合物（103-107）。采用不同的聚合方法，可以制得不同劑型的產(chǎn)品。水溶液聚合產(chǎn)物是膠狀或膠板狀（前者固含量只有8-10%），后者經(jīng)干燥處理才能獲得粉狀產(chǎn)品，干燥中因樹脂易發(fā)生酰亞胺化反應(yīng)，造成產(chǎn)品難溶，同時(shí)也伴隨發(fā)生熱氧化降解斷鏈，使產(chǎn)物分子量降低，嚴(yán)重地影響了使用效果。反相乳液聚合能在高聚合速率、高轉(zhuǎn)化率下，提供高分子量易溶產(chǎn)物干粉或膠乳（固含30-50%）。由于PAM膠乳具有速溶性，殘余單體含量少，分子量高，分子量分布窄，可連續(xù)自動化生產(chǎn)，因而取得了迅速的發(fā)展。目前世界上只有五家獨(dú)立掌握制造PAM膠乳的專利技術(shù)，但都不轉(zhuǎn)讓生產(chǎn)技術(shù)。我國也有幾個(gè)單位在研究，并于近期生產(chǎn)出接近世界同類產(chǎn)品水平的膠乳，現(xiàn)已投放市場。丙烯酰胺水溶液在分散穩(wěn)定劑存在下，可分散在惰性有機(jī)介質(zhì)中進(jìn)行懸浮聚合。用反相懸浮法聚合與反相乳液聚合有許多相似之處，關(guān)鍵在于分散相粒子尺寸的控制，產(chǎn)品粒徑一般在1.0-500μm，如果產(chǎn)品粒徑在0.1-1mm時(shí)則稱為珠狀聚合，該聚合方法難度較大。此外還有固態(tài)聚合法，該法是采用輻射法引發(fā)進(jìn)行，但至今未大量工業(yè)化。丙烯酰胺在非水溶液中受強(qiáng)堿作用可進(jìn)行陰離子聚合，形成主要結(jié)構(gòu)為（CH2CH2-CONH）n的聚合物，此法尚未工業(yè)化。近年來，在反相乳液聚合理論與技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展了反相微乳液聚合，它具有穩(wěn)定性好，粒子細(xì)且均一的特點(diǎn)。目前有丙烯酰胺反相微乳均聚、丙烯酰胺與丙烯酸鈉反相微乳共聚合，產(chǎn)品粒徑在8-80nm，該法處在研究階段。

一、PAM及其衍生物

PAM的品種發(fā)展也較快，尤其是丙烯酰胺的共聚物和陽離子PAM系產(chǎn)品的發(fā)展更為迅速。常用的共聚物單體有：丙烯酸，甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐、苯乙烯磺酸、乙烯磺酸、丙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙基酯、丙烯酸二甲氨基乙基酯以及它們的季銨鹽和二烯丙基二甲基氯化銨等，丙烯酰胺也可與苯乙烯及一些氮雜環(huán)類單體共聚，生產(chǎn)方法可采用生產(chǎn)丙烯酰胺均聚物的方法。

值得提出的是陽離子型PAM的發(fā)展很有潛力，特別是在廢水處理中。大約80%的陽離子型PAM用在廢水處理中，預(yù)計(jì)其增長速度為6.5-7%，而且需求量的增長速度比平均增長速度還要快。這是因?yàn)殛栯x子型PAM所有分子量范圍的聚合物都具有凝劑的功能。其制法簡述如下。

（1）PAM經(jīng)曼尼希反應(yīng)

（2）通過共聚制得

主要是丙烯酰胺與乙烯類的陽離子單體共聚，較常見的陽離子單體是季銨化的胺基酯或烷胺基酰胺。雖然母體叔胺基烷基酯和叔胺基烷基酰胺也在專利文獻(xiàn)上出現(xiàn)，但經(jīng)常是與季銨化單體相聯(lián)系的。另一方面，雖有丙烯酰胺與未季銨化的叔胺基烷基酯的共聚物作為商品陽離子絮凝劑，但它們的使用卻不廣泛。較常見的季銨化單體的通式可用下式表示：

R1為H或CH3；R2和R3為CH3或CH3CH2；X-為Cl-或CH2SO4-

當(dāng)R1、R2、R3均為CH3，X-為Cl-時(shí)：

此陽離子單體與丙烯酰胺、纖維素等共聚后，廣泛用于醫(yī)藥、造紙、污泥脫水等方面，具有廣闊的發(fā)展前途。

另一個(gè)重要的陽離子單體是三烷基二烯丙基氯化銨，它與丙烯酰胺的共聚反應(yīng)如圖1。該產(chǎn)品既可以采用水溶液聚合制成濃溶液產(chǎn)品，也可以用乳液法制成乳液，最近又出現(xiàn)了制成固體聚合物的專利。

PAM的產(chǎn)量增加很快，1989年世界產(chǎn)量已逾20萬噸。有關(guān)丙烯酰胺的聚合反應(yīng)、PAM的生產(chǎn)方法、應(yīng)用及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的問題，均有較詳細(xì)的文獻(xiàn)報(bào)道。

由于PAM分子主鏈上帶有比較活潑的側(cè)基-酰胺基，使它不僅可以進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)（水解、降級、羥甲基化、磺甲基化、曼尼希反應(yīng)、交聯(lián)等），而且可與許多能形成氫鍵的物質(zhì)有很好的親和性。因此，使PAM及其衍生物具有絮凝劑、增稠劑、粘合劑、防靜電劑、表面活性劑、減阻劑、阻垢劑、凝膠化和某些生物功能等作用。值得提出的是作為敏感性水凝膠（溶劑組成敏感性、熱敏性、鹽敏性、電敏性、pH值敏感性、光敏性、力敏性等），它們正以迅速的發(fā)展速度進(jìn)入化學(xué)、生物、機(jī)械、醫(yī)學(xué)及許多其他工業(yè)部門。

二、應(yīng)用

PAM的應(yīng)用，各國依其國情有很大的不同。美國主要用在水處理，日本用在造紙助劑，我國在石油工業(yè)中應(yīng)用較多。

1.石油工業(yè)

PAM的增稠、絮凝和對流體的流變性調(diào)節(jié)等作用，在石油鉆井、堵水、調(diào)剖、酸化、壓裂、洗井、固井、減阻、防垢及二次、三次采油中正廣泛采用。應(yīng)用關(guān)鍵在于結(jié)合使用條件、要求，合理設(shè)計(jì)，選用其組成結(jié)構(gòu)，如分子形態(tài)、分子量、離子度等，以及正確的施工工藝。

（1）鉆井泥漿

PAM用作鉆井泥漿的增稠劑、穩(wěn)定劑及絮凝劑。作為泥漿性能調(diào)整劑經(jīng)常使用的是部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），它是由PAM或聚丙烯腈水解而得，尤其后者（30-40%的酰胺基，60%的羧基）是一種很有用且比較便宜的產(chǎn)品。其作用機(jī)理是調(diào)節(jié)鉆井液的流變性、攜帶巖屑、潤滑鉆頭、減少流體流失等。PAM調(diào)制的鉆井泥漿比重低，固含量少，能減輕對油氣層的壓力和堵塞，因而容易發(fā)現(xiàn)油氣層，并有利于鉆進(jìn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，即使在相同比重情況下，PAM泥漿也比鈣處理泥漿鉆進(jìn)速度高出16%左右，鉆頭進(jìn)尺提高19%，加上比重降低因素，機(jī)械鉆速可提高45%左右。此外，大大減少了卡鉆事故，減輕了設(shè)備摩損，減少對農(nóng)田和環(huán)境的污染，并能防止發(fā)生井漏和坍塌，使井徑規(guī)則。高水解度PAM用于提高泥漿粘度、防止泥漿漏失和用來堵漏以及控制泥漿的失水量，都比低水解度的好，因此，常用水解度為60%左右。

（2） 提高油田的采收率（EOR） 

1964年P(guān)ye和Sandiford發(fā)現(xiàn)，在注入水中加入少量水溶性HPAM能大大降低注入水的流度，從而獲得比常規(guī)注水采油方法更大的采收率。此后，許多研究人員開始致力于這一課題的研究。目前國內(nèi)外采用聚合物驅(qū)油，作為一種比較可行的提高原油采收率方法（EOR）受到了普遍的重視?，F(xiàn)場試驗(yàn)中主要使用的是PAM，其作用是調(diào)節(jié)注入水的流變性，增加驅(qū)動液的粘度，降低地層中水相的滲透率，增加驅(qū)動液的阻力因子，使水與油能勻速地向前流動。采用表面活性劑（膠束）/聚合物驅(qū)油也是常用的方法。它是先將表面活性劑配成具有超低界面張力的微乳液注入注水井中，再注聚合物溶液，最后注水，象活塞一樣向前推動，驅(qū)趕分散在孔隙內(nèi)的殘余油，以提高原油的采收率。用于EOR的PAM一般含10-50%的羧基，分子量從幾十萬到千余萬，要根據(jù)對現(xiàn)場巖石進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)來選擇。聚合物驅(qū)油的機(jī)理已得到了較充分的了解，施工工藝較為簡單，油藏的限制條件較少，成本低于其它的化學(xué)劑驅(qū)油，采油潛力較大，預(yù)計(jì)在1995年以前將出現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用聚合物驅(qū)油工藝的新局面。目前已研制出許多改性聚合物，EOR已成為世界上PAM的較大市場之一。

（3）油田堵水與調(diào)剖

在油田生產(chǎn)過程中，由于地層的非均質(zhì)性，常產(chǎn)生水浸問題，需要進(jìn)行堵水，其實(shí)質(zhì)是改變水在地層中的流動，更準(zhǔn)確地說是改變水在地層中的滲透規(guī)律。因此，堵水不僅是油井上的作業(yè)（堵水），更重要的是在水井上的作業(yè)；不僅在單井上對水進(jìn)行封堵，更重要的是在整個(gè)區(qū)塊上對水進(jìn)行治理。在幾十年的發(fā)展中，提出或使用過許多堵水劑，但發(fā)展較快的是PAM類。它用量大，對油和水有明顯的選擇性，它降低油的滲透性較高不超過10%，而降低水的滲透性可超過90%，被稱為選擇性堵劑，這一特點(diǎn)是其它很多堵劑所沒有的。在油井，它優(yōu)先進(jìn)入含水飽和度高的地層，進(jìn)入地層后將優(yōu)先吸附在由于出水沖刷而暴露出來的巖石表面。HPAM（部分水解聚丙烯酰胺）分子中未被吸附部分可在水中伸展，減少地層水的滲透性。HPAM隨水流動時(shí)易為地層孔隙結(jié)構(gòu)的喉部所捕集，產(chǎn)生堵塞。這種按水飽和度的大小進(jìn)入地層，并按含水飽和度的大小調(diào)整地層對流體的滲透性的特點(diǎn)是較為可貴的。通常視地層類型選擇合適的PAM分子量，均質(zhì)性好、平均滲透率高的可選用中等分子量（5-7）×106；基巖滲透率低的裂縫性油層或滲透率變化范圍大的油層，可選用高分子量（1.0×107以上）PAM，從經(jīng)濟(jì)問題考慮，也可用高濃度低分子量（2.5-4.0）×106或低濃度高分子量PAM，水解度為1-45%，可不交聯(lián)使用，也可與鋁鹽、鉻鹽、鋯鹽等交聯(lián)生成凝膠使用。當(dāng)交聯(lián)使用時(shí)，堵劑堵水的有效期延長，但選擇性有所減小。最近我國發(fā)展了在PAM中添加某些樹脂形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)（IPN），具有更高耐溫性（130-150℃），已應(yīng)用在我國碳酸鹽巖底水油藏高含水油田堵水中，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。采用PAM調(diào)整地層內(nèi)吸水剖面及封堵大孔道，實(shí)踐中也已見到良好的效果。值得注意的是，現(xiàn)場試驗(yàn)的效果變化很大，有時(shí)增產(chǎn)幾倍和幾乎把水完全堵住，但有時(shí)一點(diǎn)也堵不住。所以，了解這些聚合物的性質(zhì)，以及摸清地層類型、滲透率、孔隙度、地層溫度及混合水與地層水的成份等等是非常重要的。

（4）壓裂、酸化

壓裂工藝是油田開發(fā)致密層的重要增產(chǎn)措施，尤其是低滲透砂巖油田，自然能很低，油水井幾乎全靠壓裂投產(chǎn)，在開發(fā)過程中還需對油水井重復(fù)壓裂，其作用是開通巖石的通道，讓油流過。甲叉基聚丙烯酰胺（PHMP）交聯(lián)而成的壓裂液，由于具有高粘度、低摩阻、良好的懸砂能力、濾失量低、固體殘?jiān)?、配制方便和成本低等?yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。例如濃度低于1%的聚合物溶液經(jīng)交聯(lián)很容易獲得表觀粘度高于50Pa·s的凍膠，由于它呈粘彈性及假塑性，因此，在高速流動下摩阻比清水低，且在高壓差下能很快在巖心表面造成濾膜，從而減小濾失量。壓裂液通常配成0.01-4%濃度的水溶液，以泵送入井下使地層斷裂。

在地層酸化時(shí)，PAM還用作緩速劑、暫堵劑等。陽離子型PAM是一種耐酸（20-28%的鹽酸）、耐溫（150℃以下）、增稠性強(qiáng)的酸化壓裂液。

（5）其它

由甲叉基聚丙烯酰胺配制的無固相壓井液，具有很好的抗鹽性能，良好的造壁性能，并能防止壓井液的漏失。PAM還可以用作流體輸送減阻劑，固井作業(yè)中用作防止流體漏失控制劑，工程用水泥中添加PAM用作封閉多孔壁面，此外，在油田化學(xué)中還兼有消泡、乳化、促進(jìn)吸附等作用。

聚丙烯酰胺在油田中的應(yīng)用日趨廣泛，以往產(chǎn)品中存在的一些問題，諸如耐鹽性、抗剪切性能差，溶解性差等，經(jīng)近年來的研究已逐漸得到改善。例如，天津大學(xué)開發(fā)的W/O型膠乳，它是將水溶性單體丙烯酰胺及其衍生物，借助油溶性乳化劑，在W/O型乳液體系中進(jìn)行反相乳液聚合而得。該產(chǎn)品具有分子量分布窄、殘余單體含量少、固含量高（30-40%）、穩(wěn)定性（放置穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性，凍融穩(wěn)定性）好、溶解速度快（＜3min）等特點(diǎn)，現(xiàn)場施工十分簡單，也不受氣溫限制。因此，它是一種值得很好推廣的油田用化學(xué)品。

2.在水處理中的應(yīng)用

近年來，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，水資源問題的重要性和水處理的必要性正日益突出。高分子絮凝劑種類很多，但PAM類發(fā)展較快、應(yīng)用較廣，它在高分子絮凝劑市場中約占80%。其原因主要是它比較容易地制得超高分子量（107以上），由于支鏈上的酰胺基能與許多物質(zhì)親和、吸附、形成氫鍵，以及高分子量PAM在被吸附的粒子間形成“橋聯(lián)”，生成絮團(tuán)，所以它能表現(xiàn)出較強(qiáng)的絮凝性能，這種聚合物可以通過高分子反應(yīng)或共聚反應(yīng)，比較容易地制得能適應(yīng)各種不同排水性質(zhì)的產(chǎn)物，形成陽離子型、陰離子型、非離子型及兩性離子系列完整的絮凝劑。陽離子型主要是絮凝帶負(fù)電荷的膠體，具有除濁、脫色等功能，適用于含有機(jī)膠體多的廢水。例如染色，造紙、紙漿、食品、水產(chǎn)加工與發(fā)酵等工業(yè)廢水。與陽離子型相比，陰離子型都是高分子量的，而且由由于同一個(gè)分子內(nèi)離子型基團(tuán)間的相互排斥，在水中的分子伸展度比較大，因而具有良好的粒子絮體化性能。非離子型由于不帶離子型官能團(tuán)，因此，與陰離子型相比具有如下特征：絮凝性能受廢水pH值和鹽類波動的影響小，在中性或堿性條件下，其絮凝效果（沉降速度）比陰離子的差，但在酸性條件下卻比陰離子型的好。兩性離子對某些情況有特殊的價(jià)值。應(yīng)用中較重要的問題是選型、劑量和絮凝工藝。

生活用水的處理，一些水廠的實(shí)踐已表明，采用PAM系絮凝劑可大大提高水質(zhì)，成本也逐漸可與傳統(tǒng)無機(jī)絮凝劑競爭。用于生活飲用水以及食品工業(yè)用水方面，需要注意毒性問題，所用PAM游離單體含量≤0.05%，用量在0.05-10ppm之間，且需要經(jīng)專門機(jī)關(guān)批準(zhǔn)和保證。PAM類高分子絮凝劑，可以單獨(dú)使用，也可以與無機(jī)類絮凝劑并用。

工業(yè)水處理中，除絮凝懸濁物外常有更多的要求，因此，常常是在傳統(tǒng)的無機(jī)處理劑（石灰堿）基礎(chǔ)上，添加高分子絮凝劑和一些其他添加劑，如阻垢劑、殺菌滅藻劑等配合使用，可大大提高絮凝分離效果，減少和改善在后續(xù)工序使用中（如鍋爐、冷卻塔）的后析出或結(jié)垢（多使用低分子量，如104的陰離子型PAM），且處理費(fèi)用有所降低。

城市和工業(yè)污水處理的特點(diǎn)是排量大，污水組成與性質(zhì)隨時(shí)間、地點(diǎn)經(jīng)常變化，因此通常按區(qū)域建立污水廠。一般都須經(jīng)過預(yù)處理，即懸浮物的絮凝澄清，然后經(jīng)生物氧化、消化、分解有機(jī)物，生成污泥將之脫水。生化污泥常常是親水性很強(qiáng)的膠體，所含水較難脫去，若采用陽離子型PAM類絮凝劑，能收到良好的處理效果。以下舉幾個(gè)典型的工業(yè)廢水處理情況。

（1）電鍍廢水，含Cr、Ni、Cd、Zn等重屬離子，用絮凝法先調(diào)pH或破壞絡(luò)合，使這些離子先呈氫氧化物析出，然后加HPAM使形成絮團(tuán)下沉，即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，絮沉泥較好回收利用，否則會造成二次污染。

（2）食品、制藥工業(yè)廢水，含大量蛋白質(zhì)、脂肪等，一般是先加鐵、鋁鹽使之析出，然后加絮凝劑絮沉。析出的蛋白質(zhì)尚可回用，如作飼料或提取氨基酸等。這些發(fā)酵液較難過濾，應(yīng)用絮凝劑可有效凝聚分離。比如APAM（胺甲基化聚丙烯酰胺）和HPAM在核黃素、卡那霉素、青霉素、土霉素等發(fā)酵液的過濾中均收到良好效果。

（3）染料廢水，視染料品種去除難易不同，如分散染料色淀等原來就是析出的固體物，有些染料經(jīng)加鐵、鋁鹽可析出，而用高分子絮凝劑幫助絮凝分離，效果會更好。陽離子絮凝劑對這些染料有專門的吸附脫色作用，很受重視。

PAM系絮凝劑的用途分配見表1。

表1 PAM系絮凝劑的用途

類型	陽離子型	陰離子型	非離子型
用途	下水、糞便、油漆工廠廢水、煉油廠、食品加工廠廢泥漿和發(fā)酵工業(yè)廢水。	造紙、紙漿工業(yè)廢水、機(jī)械工業(yè)廢水、選礦廢水、電鍍廢水和鋼鐵工業(yè)廢水。	開采砂礫、粘土的廢水和礦泥廢水的處理。

3.在造紙工業(yè)中的應(yīng)用

在造紙過程中，PAM有多重用途，加入的PAM分子量的大小不同，能給予紙張以不同的性質(zhì)。平均分子量在1千-1萬范圍內(nèi)的作為分散劑，可改善紙頁的均勻度；作長纖維抄紙的分散劑，分子量在700萬（水解度為20-30%）；具有中等分子量（50-100萬）的PAM，作為干強(qiáng)劑，能提高紙的機(jī)械強(qiáng)度指標(biāo)；高分子量產(chǎn)品（100-1000萬以上）作為助留劑、濾水劑和沉降劑，能提高填料和細(xì)小纖維的留著率，加快脫水速度，還可以沉淀污水，減少污染。PAM作為留著率其機(jī)理是漿料中的顆?？侩娭泻突蚣軜蛐跄构腆w顆粒相互團(tuán)集得以在濾布上保留下來，同時(shí)絮塊的形成也有利使?jié){料中的水更容易濾出。PAM有效作用的較佳pH值為4.5-6.0，在這些條件下，按計(jì)算每噸紙加入150-300克絕干PAM、紙中填料留著率增加20-25%，在白水回收設(shè)備之前，對1米須澄清的白水補(bǔ)充加入1.25克的PAM溶液，有利于提高浮選、過濾和沉淀型回收設(shè)備的工作效率，懸浮物回收率由70-80%增加到98-99%。據(jù)另一文獻(xiàn)報(bào)道，在紙漿中加0.25-0.5%的PAM后，使紙張沉降速度增加40-80倍。白水中固體含量降低約66%，紙張灰分增加，白土等填料的存留率提高8-18%。

一般用作助留、助濾作用的PAM多為陽離子型，如丙烯酰胺與二烷胺基烷基酯生成的共聚物，其他陽離子單體有二烯丙基胺或二烯丙基二甲基氯化銨（DADMAC）等。近來認(rèn)為非離子和兩性離子PAM也很有效。使用陰離子型PAM需與少量明礬共用，其用量為100-300ppm，陽離子型PAM不用明礬，用量為150-300ppm。

PAM的作用效果受許多因素影響，首先是它們的性質(zhì)（分子量、水解度、離子度等），還有聚合物的加入量，聚合物和紙漿的接觸時(shí)間，抄造時(shí)介質(zhì)的pH值，紙料中硫酸鋁的含量，生產(chǎn)用水的性質(zhì)等等。

PAM加入紙漿內(nèi)可提高紙的濕強(qiáng)度和干強(qiáng)度。目前國外所使用的干強(qiáng)劑仍以PAM為主流，并發(fā)展PAM陰、陽離子型并用的配方以及PAM兩性化和陽離子化的技術(shù)，兩性化的PAM是主要的發(fā)展方向。

使用PAM還可以促進(jìn)上膠，提高紙的表面性質(zhì)，增加紙漿的穩(wěn)定性及填料和顏料等的粘結(jié)。

造紙工業(yè)目前正處于變革時(shí)期，將會有越來越多的造紙廠從傳統(tǒng)的酸性抄造系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹行裕▔A性） 抄造系統(tǒng)，因此，PAM的合成及其應(yīng)用技術(shù)將會有新的發(fā)展。

4.采礦工業(yè)

采礦工業(yè)通常采用大量的水，礦渣中固體的回收，廢水的凈化，利用PAM的絮凝作用是行之有效的。PAM已成功地用于提高礦液澄清速度，加快濃縮液的機(jī)械脫水，凈化大量的廢水工藝，舉例如下。

（1）鈾礦提取

PAM的較早應(yīng)用之一就是鈾礦提取。鈾礦幾乎全是通過用酸或磺酸鹽溶液浸濾其礦石來提取的，在通過多級過濾和沉降后，將浸濾殘?jiān)鸵后w分離是鈾礦提取主要工藝之一， PAM能有效地促進(jìn)液-固分離，提高過濾速度，從而可大大地提高過濾器的能力，增加鈾的回收量。

（2）處理礦泥

以鉀堿礦為例，在高速轉(zhuǎn)動的離心機(jī)中加入PAM，能使產(chǎn)生的絮凝物的沉降速度加快，從而實(shí)現(xiàn)礦泥的離心分離，被澄清后的鹽水作為濾液從中分離出來。又如，在拜爾（Bayer）法提煉鋁礦石中，PAM用于由熱的苛性鈉水溶液中分離出不溶性氧化鐵。

（3）懸浮礦石細(xì)屑的沉降

幾乎所有依賴于水的瀝取、浮選和水洗工藝的采礦過程，都會產(chǎn)生難以澄清分離的細(xì)粒懸浮液，因而都用到PAM，用高分子量的PAM能加速水介質(zhì)中懸浮固體沉降。沉降礦石細(xì)屑的水懸浮液所得到的溢流或上層液特別清澈。

微細(xì)粒礦物的分選是當(dāng)前國內(nèi)外選礦領(lǐng)域中的重大課題，以PAM為主要藥劑，進(jìn)行選擇性絮凝-浮選是發(fā)展較快的工藝，可以有效地從超細(xì)礦物懸浮體中回收有用礦物。常用品種有非離子型PAM、HPAM、磺化PAM、陽離子型的甲基丙烯酸乙酯三甲銨鹵化物與丙烯酰胺的共聚物：

選擇性絮凝浮選法可用于選別以下礦石類型：

鐵礦、銅礦、鉀礦、錫礦、粘土礦、鋁土礦、磷酸鹽礦、鎂礦、長石礦、錳礦、赤泥和煤等。

（4）瀝濾操作過程中的應(yīng)用

采礦中瀝濾箱的沉降過程中加入少量PAM，可以在較寬的pH值范圍內(nèi)起到緩解作用，此時(shí)小顆粒和大顆粒一起從懸浮液中沉降下來，使瀝濾箱底部不會集中塊狀物，因而攪拌容易啟動，管線也容易清除。在高固含量的瀝濾操作中使用PAM也很有效。

（5）采煤

PAM在采煤工業(yè)中，主要用在煤粉和粘泥的沉降與過濾，精煤和尾礦的濃縮，精煤和尾礦的脫水，選煤廢水的循環(huán)使用以及用水、坑內(nèi)水的澄清化等。

5.冶金工業(yè)

PAM的絮凝、助濾等作用已在濕法冶金中獲得應(yīng)用。選擇分子量與離子度適宜的PAM，可以使?jié)穹ㄒ苯鹬泄桃悍蛛x速度提高幾十倍，并可減小處理設(shè)備的尺寸，增加礦物的收率。各種礦山在冶金過程中產(chǎn)生大量泥砂、氧化鐵、氧化鋁等懸浮固體，若采用PAM進(jìn)行處理效果都比較好，且能大大提高有用礦物的回收。銅、鋅等的電解冶金中，添加一些PAM可以改善金屬在陰極沉積的質(zhì)量，并可增加電流效率。冶煉廠常常采用濕洗滌的方式來除去煙道氣中的固體，為了防止金屬漏失和澄清洗滌水，通過沉降回收這些固體是重要的工序，用PAM即可收到良好的效果。

6.水敏性凝膠

丙烯酰胺衍生物的均聚物或共聚物是一類重要的合成的水敏性凝膠。1978年Tanaka等人一次發(fā)現(xiàn)了陳化的用N，N’-次甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)的聚丙烯酰胺水凝膠的溶脹性能在某一臨界溫度附近時(shí)，隨溫度的微小變化會發(fā)生激劇的突躍性變化，其體積變化可達(dá)幾十至幾百倍。之后又發(fā)現(xiàn)，pH值、溶劑組成、鹽濃度、光場、電場、力場等也可導(dǎo)致這種變化，被稱為pH敏感性、溶劑組成敏感性、鹽敏性、光敏性、電敏性和力敏性水凝膠。除體積有突躍性變化外，與此同時(shí)，凝膠的其他性質(zhì)（如相互作用參數(shù)、模量、折射率、介電常數(shù)、光學(xué)各向異性指數(shù)等）也會發(fā)生突躍性變化，往往這些性質(zhì)的變化都具有可逆性。

由溫度和pH值變化引起相變的凝膠，為凝膠萃取分離開拓了廣擴(kuò)的前景，它不僅使凝膠在萃取操作中便于再生而重復(fù)利用，而且可能導(dǎo)致多種潛在用途。凝膠萃取具有耗能小，萃取劑易再生，設(shè)備與操作簡單、對物料分子不存在機(jī)械剪切或熱力破壞等優(yōu)點(diǎn)。敏感性水凝膠除了可以用來分離物質(zhì)以外，還可以用來控制化學(xué)反應(yīng)速度。在生物醫(yī)學(xué)工程方面水敏性凝膠除了用來分離保持生物活性的物質(zhì)以外，也可以用于藥物的控制釋放和活性酶的包埋、蛋白質(zhì)電泳、人工器官材料、接觸眼鏡片、凝膠炸藥、電池的凝膠電解液、火箭燃料中使用的凝膠聯(lián)氨、色譜柱填料等。在機(jī)械工業(yè)方面，可用它們來制作記憶元件開關(guān)、傳感器、力化學(xué)轉(zhuǎn)換器等。

7.其它應(yīng)用

制糖過程中添加1-4ppm高分子HPAM（107），可加速蔗汁中微細(xì)粒子下沉，促進(jìn)過濾和提高濾液清徹度。采用PAM-季胺鹽樹脂能有效地脫除糖水溶液的顏色。在紡織、印染工業(yè)中，PAM用作上漿劑與織物整理劑；利用吸濕性強(qiáng)特點(diǎn)，能減少紡細(xì)紗時(shí)的斷線率；用作涂料印花助劑、牢度大、鮮艷度高，此外還可用作勻染劑等。在建材工業(yè)中用來提高濕法水泥制造中沉降槽的生產(chǎn)能力和水泥的可濾性，改善窯料均一性；改進(jìn)無機(jī)材料和木質(zhì)纖維為基礎(chǔ)的絕熱板中纖維和添加劑的留著率；在建筑中用作墻板（紙）、石棉制品等的粘結(jié)劑；建筑物的填縫修復(fù)堵漏等。在土壤改良中可以增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性，增加土壤的含水量；增加承載負(fù)荷，用作礦床、池塘、水壩、地基等的灌漿材料。利用線型大分子在流體流動中的剪切取向，可控制湍流發(fā)展，減少能耗，因而用于流體輸送中管路減阻，根據(jù)這一特性，在消防救火時(shí)，若在水中添加適量PAM，可使水噴射得更高更遠(yuǎn)，也可用于潛水艇和快艇的加速上等。在電鍍液中添加PAM能使金屬沉淀勻化， 增加鍍層光亮。此外PAM還可用作保護(hù)膠體，提高乳液穩(wěn)定性，在油墨、涂料、藥物、乳膠漆中用作穩(wěn)定劑。涂于金屬表面，形成表面膜層，起防銹保護(hù)作用。在水中控制無機(jī)晶體生長，起阻垢作用等等。

三、結(jié)束語

綜上所述，聚丙烯酰胺及其衍生物是一類新型、精細(xì)、功能高分子化學(xué)品，是現(xiàn)代合成水溶性高分子聚電解質(zhì)中較重要的品種，其產(chǎn)品劑型有三大類：水溶膠、干粉和乳液，每種劑型都有不同離子類型的產(chǎn)品。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展、完善，產(chǎn)量增加很快，新品種也不斷涌現(xiàn)，尤其是丙烯酰胺的共聚物陽離子PAM系列產(chǎn)品發(fā)展更為迅速。今后幾年我國應(yīng)發(fā)展采油、造紙、水處理方面的推廣應(yīng)用，值得重視的三次采油在我國剛剛開始實(shí)施， 據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，每注一噸PAM，可多采150噸左右原油，因此，“八、五”期間我國的PAM工業(yè)將會進(jìn)入一個(gè)飛躍發(fā)展的階段，開展基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)方面的工作顯得越來越重要。