Ứng dụng trong xử lý nước
Xử lý nước bao gồm xử lý nước thô, xử lý nước thải và xử lý nước công nghiệp, cùng các lĩnh vực khác. Trong xử lý nước thô, khi được sử dụng kết hợp với các vật liệu như than hoạt tính, nó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình keo tụ và làm trong các hạt lơ lửng trong nguồn cung cấp nước sinh hoạt. Bằng cách thay thế chất kết tụ hữu cơ-cụ thể là polyacrylamide-cho chất kết tụ vô cơ, công suất lọc nước có thể tăng hơn 20%, ngay cả khi không sửa đổi các bể lắng hiện có. Trong xử lý nước thải, việc sử dụng polyacrylamide giúp nâng cao hiệu quả của các vòng tái chế nước và cũng đóng vai trò là tác nhân hiệu quả để khử nước bùn. Trong xử lý nước công nghiệp, nó hoạt động như một thành phần quan trọng trong các công thức hóa học khác nhau. Trong khi xử lý nước là lĩnh vực ứng dụng lớn nhất của polyacrylamide trên phạm vi quốc tế, việc áp dụng nó trong lĩnh vực này hiện đang được thúc đẩy trong nước.
Chức năng chính của Polyacrylamide trong xử lý nước:
(1) Giảm liều lượng chất keo tụ: Với điều kiện đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nước tương đương, việc sử dụng polyacrylamide làm chất hỗ trợ keo tụ kết hợp với các chất keo tụ khác có thể làm giảm đáng kể tổng lượng chất keo tụ cần thiết. (2) Cải thiện chất lượng nước: Trong cả xử lý nước uống và xử lý nước thải công nghiệp, việc sử dụng kết hợp polyacrylamide và chất keo tụ vô cơ dẫn đến sự cải thiện rõ rệt về chất lượng nước. (3) Tăng cường độ bền kết bông và tốc độ lắng: Polyacrylamide tạo ra các kết bông đặc trưng bởi độ bền cấu trúc cao và đặc tính lắng vượt trội; điều này làm tăng tốc độ tách chất lỏng-rắn và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khử nước trong bùn. (4) Ngăn ngừa ăn mòn và đóng cặn trong hệ thống làm mát tuần hoàn: Việc sử dụng polyacrylamide cho phép giảm đáng kể liều lượng chất keo tụ vô cơ, do đó ngăn chặn sự lắng đọng của các chất vô cơ trên bề mặt thiết bị và giảm thiểu sự ăn mòn thiết bị và hình thành cặn.
Ứng dụng trong khai thác dầu
Polyacrylamide là một loại chất xử lý hóa học linh hoạt được sử dụng rộng rãi trong suốt vòng đời khai thác dầu mỏ-đặc biệt là trong khoan, trám xi măng, hoàn thiện giếng, xử lý giếng, bẻ gãy thủy lực, axit hóa, phun nước, ngắt nước và kiểm soát biên dạng cũng như các hoạt động thu hồi dầu nâng cao (thu hồi bậc ba). Nó có ý nghĩa đặc biệt trong các lĩnh vực khoan, ngắt nước và kiểm soát biên dạng cũng như tăng cường thu hồi dầu. Dung dịch nước của polyacrylamide có độ nhớt cao và có đặc tính làm đặc, kết tụ và biến đổi{3}}lưu biến tuyệt vời; do đó, chúng được sử dụng trong các hoạt động khai thác dầu làm chất thay thế dầu và chất biến tính dung dịch khoan. Trong giai đoạn từ-đến-cuối quá trình khai thác dầu, để nâng cao tỷ lệ thu hồi dầu thô, đất nước tôi hiện chủ yếu thúc đẩy công nghệ ngập polyme và ngập hỗn hợp ba giai đoạn. Bằng cách bơm dung dịch nước polyacrylamide, tỷ lệ dòng dầu-trên{10}}nước được cải thiện, nhờ đó làm tăng hàm lượng dầu thô trong chất lỏng được sản xuất. Việc bổ sung polyacrylamide trong quá trình thu hồi dầu cấp ba giúp tăng cường khả năng dịch chuyển dầu, ngăn chặn sự dẫn nước (đột phá sớm) trong bể chứa dầu và cuối cùng là tăng hiệu suất thu hồi tổng thể của mỏ dầu. Ngành dầu khí Trung Quốc là ngành tiêu thụ polyacrylamide lớn nhất; Những tiến bộ công nghệ về polyacrylamide đã thúc đẩy sự phát triển của ngành dầu khí Trung Quốc, trong khi nhu cầu của ngành này lại đẩy nhanh tốc độ đổi mới và phát triển công nghệ trong chính lĩnh vực polyacrylamide.
Ứng dụng làm giấy
Trong ngành sản xuất giấy, polyacrylamide được sử dụng rộng rãi như chất hỗ trợ lưu giữ, chất hỗ trợ thoát nước và chất làm phẳng để nâng cao chất lượng giấy, cải thiện hiệu suất khử nước của bùn bột giấy và tăng tỷ lệ lưu giữ của sợi mịn và chất độn. Việc sử dụng này giúp giảm thiểu tiêu thụ nguyên liệu thô và giảm ô nhiễm môi trường. Hơn nữa, khi được sử dụng làm chất phân tán, nó sẽ cải thiện tính đồng nhất của tờ giấy. Polyacrylamide phục vụ hai chức năng chính trong ngành sản xuất giấy: thứ nhất, nó tăng tỷ lệ lưu giữ chất độn, chất màu và các chất phụ gia khác, từ đó giảm thất thoát nguyên liệu thô và ô nhiễm môi trường; thứ hai, nó tăng cường độ bền vật lý của giấy. Việc thêm polyacrylamide vào hỗn hợp bột giấy làm tăng tỷ lệ lưu giữ các sợi mịn và hạt độn trên sàng dây, đồng thời đẩy nhanh quá trình khử nước của bột giấy. Cơ chế hoạt động liên quan đến quá trình kết tụ các hạt trong bột giấy-được tạo điều kiện thuận lợi thông qua hiệu ứng trung hòa điện tích hoặc bắc cầu-cho phép chúng được giữ lại trên vải lọc. Sự hình thành các khối này cũng tạo điều kiện cho quá trình lọc nước từ bột giấy dễ dàng hơn, từ đó làm giảm sự thất thoát sợi thành “nước trắng”, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và nâng cao hiệu quả hoạt động của quá trình lọc, lắng và các thiết bị xử lý khác.
Vật liệu y tế
Gel polyacrylamide phục vụ nhiều ứng dụng y tế khác nhau, bao gồm cả việc sử dụng làm chất thúc đẩy tạo hạt-dựa trên trombin-, vật liệu phẫu thuật, nguyên liệu thô cho kính áp tròng và vật liệu phủ bên ngoài cho viên nang siêu nhỏ. Nó cũng được sử dụng trong sản xuất nút cầm máu,{4}}chất lượng cao, băng vệ sinh và tã trẻ sơ sinh. Các hạt polyacrylamide có kích thước từ vài trăm đến vài chục micromet có thể được sử dụng làm vật liệu đóng gói sắc ký (ví dụ, đối với cột sắc ký gel), cho phép tách hiệu quả các protein hình cầu như cytochrome. Nó cũng cho phép thực hiện các quá trình tiếp theo như khử muối và cô đặc protein. Thông qua phản ứng Mannich, L-proline hoặc L{11}}hydroxyproline được đưa vào chuỗi bên amit của nhựa polyacrylamide thông qua cầu methylene; sự phối hợp tiếp theo với các ion đồng tạo ra nhựa phối tử bất đối có khả năng phân giải hiệu quả một loạt axit amin DL{12}}. Hơn nữa, khi các axit amin bất đối được tạo phức với các ion đồng trên nhựa polyvinylamine (có nguồn gốc từ sự phân hủy Hofmann), vật liệu thu được đóng vai trò là pha tĩnh cho sắc ký trao đổi phối tử; điều này cho phép phân giải nhiều loại axit amin khác nhau-thể hiện hiệu quả đặc biệt trong việc tách các axit amin thơm-trong khi tính chất ưa nước cao của khung polyme giúp giảm đáng kể thời gian phân tách.
Các ngành công nghiệp khác:
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, nó được sử dụng để làm trong nước mía và chiết xuất photphat-của xi-rô trong quá trình sản xuất đường mía và củ cải đường. Nó cũng được sử dụng trong quá trình keo tụ và làm trong môi trường lên men để chuẩn bị enzyme. Ngoài ra, nó còn được sử dụng để thu hồi protein trong thức ăn-mang lại tính ổn định và hiệu suất tuyệt vời-trong đó bột protein thu hồi đã được chứng minh là không có tác động bất lợi đến tỷ lệ sống sót, tăng trọng hoặc sản lượng trứng của gà. Các ứng dụng khác bao gồm lớp phủ nhựa tổng hợp; vật liệu vữa xây dựng dân dụng để chặn nước; ngành công nghiệp vật liệu xây dựng (nâng cao chất lượng xi măng, đóng vai trò như chất kết dính xây dựng và hoạt động như chất trám khe, chất sửa chữa và chất chặn-nước); cải tạo đất; công nghiệp mạ điện; và ngành dệt nhuộm, cùng nhiều ngành khác.
