폴리아크릴아미드(PAM)의 생산 공정 및 분류
I. 수용액 중합
장점: 저렴한 비용, 간단한 장비, 높은 안전성, 매우 높은 분자량을 달성하는 능력; 25kg 포대 건조분말의 대규모 생산에 적합합니다.
1. 성분 준비 및 정제: 탈이온수와 정제된 아크릴아미드(AM)를 혼합합니다. 음이온성 PAM의 경우 아크릴산(AA)이 첨가됩니다. 양이온성 PAM의 경우 DMC 또는 DAC와 같은 양이온성 단량체가 추가됩니다. pH를 조정하고 질소 가스를 도입하여 산소를 제거합니다(산소는 중합을 억제하므로).
2. 개시 및 중합: 산화환원 개시 시스템이 추가됩니다(가장 일반적으로 아황산수소나트륨과 결합된 과황산암모늄, 종종 아조 개시제가 보충됨). 온도는 20~50도 사이로 유지되며, 2~6시간 동안 단열중합이 진행되어 단단하고 탄력 있는 겔블록이 생성된다.
- 비이온성 PAM: AM의 단독중합을 통해 생산됩니다.
- 음이온 PAM(APAM) – 두 가지 방법:
① 단독중합 후 가수분해(주요 접근법): 먼저 비이온성 겔 블록이 생성된 다음 NaOH와 함께 가열하여 가수분해하여 카르복실기를 도입합니다. 가수분해 정도는 조정될 수 있으며, 이 방법은 더 높은 분자량을 생성합니다(유전 분야에서 고분자량 APAM에 일반적으로 사용됨).
② 공중합-가수분해: AM과 아크릴산이 함께 중합됩니다. 이 과정은 더 간단하지만 결과적인 분자량은 약간 더 낮습니다.
- 양이온성 PAM(CPAM): AM과 양이온성 단량체를 직접 공중합하여 생산됩니다. 이 유형은 강알칼리 가수분해를 겪을 수 없습니다. 이온도는 단량체의 비율에 따라 제어되며 생산 비용이 더 높습니다.
3. 과립화: 젤 블록을 더 작은 젤 입자로 자르거나 파쇄합니다.
4. 열풍 건조: 입자를 80~120도에서 건조하여 수분 함량이<10%. The temperature must be carefully controlled; excessive heat can cause molecular weight degradation or cross-linking, rendering the polymer insoluble.
5. 분쇄 및 체질: 물질을 분말로 분쇄하고 체질합니다(일반적으로 80-120 메쉬).
6. 품질 테스트(분자량, 이온도, 용해 속도, 잔류 아크릴아마이드 함량) 및 포장.
II. 역유화중합(Emulsion PAM, Liquid Product)
유중수(W/O) 시스템: AM의 수용액은 분산상 역할을 하고, 등유 또는 유사한 탄화수소는 연속상 역할을 합니다. 화이트 오일은 연속 오일상 역할을 합니다. 물질을 미세 방울로 분산시키기 위해 유화제를 첨가한 다음 중합합니다.
III. 역상 현탁 중합
모노머 액적은 유기 용매 내에서 부유되고 중합되어 폴리아크릴아미드(PAM)를 구슬(진주 같은 입자) 형태로 직접 생성합니다.
IV. 분산 중합(새로운 방법)
다량의 유기용매를 사용하지 않는 수성 분산 공정입니다. 생성된 제품은 수성 분산액입니다. 이는 빠르게 용해되며 주로 고급 제지 및 코팅 첨가제로 사용됩니다. 생산 능력은 상대적으로 제한되어 있습니다.
4가지 주요 유형
APAM(음이온성 PAM)
석탄 세척, 광물 처리, 모래 및 자갈 공장, 전기 도금 시설, 제철소 및 수처리(정화)와 같은 무기 부유 물질을 포함하는 폐수에 적합합니다. 알칼리성 pH 조건에서 가장 효과적이며 가장 저렴한 옵션입니다.
2. CPAM(양이온성 PAM)
주로 슬러지 탈수(도시 하수, 도살장, 식품 가공, 제지 등의 슬러지 포함) 및 유기물이 풍부한 폐수 처리에 사용됩니다. 이온도(10~60)에 따라 분류되며 가장 비싼 유형입니다.
3. NPAM(비이온성 PAM)
산성수 시스템, 유정의 프로파일 제어, 토양 수분 유지 및 직물 크기 조정에 사용됩니다.
4. 양쪽성 PAM
수질 변동이 심한 복합 폐수에 사용됩니다. 이 유형은 덜 자주 사용됩니다.
