簡介：聚丙烯酰胺PAM是一種線型高分子化合物，它是丙烯酰胺均聚或與其它單體共聚而成的含量線型水溶性分子化學(xué)品的總稱，也是水溶性高分子化合物中應(yīng)用最為廣泛的品種之一。由于結(jié)構(gòu)單元中含有酰胺基，易形成氫鍵，使其具有良好的水溶性。主要有陽離子聚丙烯酰胺CPAM、陰離子聚丙烯酰胺APAM、非離子聚丙烯酰胺和兩性聚丙烯酰胺。

聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中的具體作用如下：

1、助留助濾作用：聚丙烯酰胺通過架橋絮凝作用可以顯著提高抄紙過程中纖細(xì) 物和填料的留著率，加快紙料在紙機(jī)網(wǎng)部的濾水性。在微粒絮凝系統(tǒng)中，加入CPAM形成大的絮團(tuán)，在剪切力的作用下，分散成小的絮團(tuán)，然后加入陽離子微料膠體硅，能與小絮團(tuán)反應(yīng)合成密集的更易脫水的細(xì)小絮凝系統(tǒng)，以達(dá)到較高的留著率，良好的均勻及濾水性能，改善紙頁的成形和產(chǎn)品質(zhì)量。

2、增強(qiáng)作用（紙張增強(qiáng)的方法有兩種：內(nèi)用紙張增強(qiáng)劑和施膠壓榨的表面紙張增強(qiáng)劑）。內(nèi)用紙張增強(qiáng)劑又有紙張干增強(qiáng)劑和紙張濕增強(qiáng)劑兩大類。經(jīng)過霍夫曼分子重排制成了含氨基甲?；乃苄躁栯x子聚丙烯酰胺，不但有良好的助留助濾作用，還能提高紙張撕裂指數(shù)，用作干增強(qiáng)劑，可以有效地提高紙張的強(qiáng)度。它的作用機(jī)理主要是陽離子聚丙烯酰胺的酰胺基和纖維的羥基在纖維之間形成氫鍵結(jié)合，增強(qiáng)了纖維之間的結(jié)合力，從而達(dá)到增加紙頁強(qiáng)度的目的。陽離子乙二醛酸性聚丙烯酰胺可用作濕強(qiáng)劑，使紙頁具有一定的濕強(qiáng)度，以抵抗水的破壞。

3、分散、絮凝及其它：用作分散劑的主要是相對分子質(zhì)量低的陽離子聚丙烯酰胺，能有效改善紙頁的均勻度。兩性PAM在造紙工業(yè)中是一種很好的絮凝劑，其特有的能有跟多物質(zhì)系統(tǒng)形成氫鍵的酰胺基能將分散在水中的微粒吸附在一起凝聚成團(tuán)狀絮團(tuán)，以促進(jìn)微粒的沉降和過濾。

陽離子聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中的作用：

相對分子質(zhì)量、低電荷密度的陽離子聚丙烯酰胺是造紙中最常用的助留劑之一，由于其所帶電荷與纖維電荷相反，可以起到很好的絮凝作用?？梢岳肅PAM對帶負(fù)電性的填料表面進(jìn)行陽離子化，增加填料顆粒與紙漿纖維和細(xì)小纖維的吸附，從而提高填料的單程留著率，加快濾水，節(jié)約能耗，減少白水中的填料含量，提高紙頁的平滑度和不透明度。但單獨(dú)使用作助留劑時，容易產(chǎn)生勻度變差、強(qiáng)度下降等缺點(diǎn)。

在造紙過程中，陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)是一種助留助濾劑，用量少，效果顯著，其使用量近年來一直在大幅度上升。用陽離子單體和丙烯酰胺共聚可以制備的陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)，與改性制備陽離子聚相比具有制備方法簡單，且避免了改性所用的胺類和醛類等毒性單體使用的特點(diǎn)。陽離子型的聚丙烯酰胺適用于廣泛的pH值范圍，可用于酸性施膠和中性施膠的抄紙系統(tǒng)。

陰離子聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中的作用：

陰離子聚丙烯酰胺(APAM)是一種常用的造紙助劑，不同分子質(zhì)量的APAM用途不同，分子質(zhì)量較大的用作絮凝劑，分子質(zhì)量較小的用作分散劑，能減緩纖維的絮聚和沉降，并使纖維均勻分布在水中，大大改善了上網(wǎng)漿料的勻度，從而可以在較低的打漿度、較長的纖維下抄造較薄的高質(zhì)量紙張。目前使用較多的造紙分散APAM，因其性能與價格因素，是較為普通使用的一種纖維分散性，而用于紙張增強(qiáng)劑的APAM分子質(zhì)量介與絮凝劑與分散劑之間。

可以利用CPAM對帶負(fù)電性的填料表面進(jìn)行陽離子化，增加填料顆粒與紙漿纖維和細(xì)小纖維的吸附，從而提高填料的單程留著率，加快濾水，節(jié)約能耗，減少白水中的填料含量，提高紙頁的平滑度和不透明度。但單獨(dú)使用作助留劑時，容易產(chǎn)生勻度變差、強(qiáng)度下降等缺點(diǎn)。液中加入一些硫酸鋁。APAM具有良好的成膜性能，能提高紙張的表面強(qiáng)度，從而賦予紙頁對印刷油墨的持著能力。

兩性聚丙烯酰胺在造紙中的應(yīng)用：

兩性聚丙烯酰胺AMPAM的研究起步比較晚，近幾年來才出 現(xiàn)較優(yōu)良的新型品種。兩性聚丙烯酰胺兼有陽離子聚丙烯酰胺及陰離子聚丙烯酰胺的某些特點(diǎn)，在高AlO2(SO4)3用量或硬水中能輕易地捕捉紙料中的陽離子雜質(zhì)。兩性PAM與其它的無機(jī)絮凝劑相比，具有品種齊全、生產(chǎn)中用量少、沉降速度快、生成濃渣少，后處理簡單等優(yōu)點(diǎn)，可滿足不同廢水處理的使用要求。

在兩性聚丙烯酰胺的一個分子鏈上有不同的電荷分布在不同的鏈節(jié)上。分子中含有可通過硫酸鋁固著的陰離子和對紙漿纖維有自固性的陽離子兩種基團(tuán)。與僅含有一種電荷的水溶性陽離子或陰離子聚丙烯酰胺(PAM)相比，AMPAM不僅兼具兩者綜合性能，更具有明顯的“反聚電解質(zhì)效應(yīng)”和pH值適用范圍廣等特點(diǎn)，能適應(yīng)高封閉白水循環(huán)系統(tǒng)的造紙抄造條件。

兩性離子聚丙烯酰胺在造紙生產(chǎn)中的作用有：

1、調(diào)節(jié)電荷平衡：

AMPAM分子中既含有陽離子基團(tuán)，又含有陰離子基團(tuán)，能彌補(bǔ)APAM和CPAM的不足，陰、陽離子基團(tuán)能在紙漿中產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，調(diào)節(jié)體系中的電荷平衡，防止抄造系統(tǒng)的過電荷現(xiàn)象，不僅能維持紙機(jī)系統(tǒng)良好的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，而且具有較好的助留、助濾效果。其增強(qiáng)效果優(yōu)于APAM和CPAM。缺點(diǎn)是價格較貴，并要根據(jù)紙漿的實(shí)際情況調(diào)整陰、陽離子比例，開發(fā)專用性強(qiáng)的產(chǎn)品。

2、用作增強(qiáng)劑：

成紙的強(qiáng)度特別是干強(qiáng)度的影響因素很多，主要有：單根纖維強(qiáng)度、內(nèi)部纖維結(jié)合強(qiáng)度、內(nèi)部纖維鍵合數(shù)量和纖維分布狀況。其中，單根纖維強(qiáng)度和內(nèi)部纖維結(jié)合強(qiáng)度受纖維原料和打漿工藝的影響較大，而后兩者主要受濕部化學(xué)添加劑的影響較大。造紙增干強(qiáng)劑也主要是通過影響后兩種因素來改善紙頁強(qiáng)度的。AMPAM作為增強(qiáng)劑的增強(qiáng)機(jī)理是，在抄紙過程中加入AMPAM，由于其大分子中既含有季銨陽離子基，又含有羧基，其季銨陽離子基可以與帶負(fù)電荷的纖維形成離子鍵，羧基可與硫酸鋁中Al3+配位絡(luò)合，同時絡(luò)合的Al3+又可與纖維形成配位鍵，增加了纖維間的作用力，因此，也就提高了紙的裂斷長和耐破度等紙頁強(qiáng)度。

3、用于高封閉抄紙系統(tǒng)：

隨著人們對環(huán)境保護(hù)的日趨關(guān)注，造紙廠的排水標(biāo)準(zhǔn)越來越高，因此抄造環(huán)境發(fā)生了很大的變化，廢紙配用量增加，而且其質(zhì)量呈下降趨勢；工業(yè)用水成本上升，而對工廠排放廢水的污染負(fù)荷要求降低的幅度又很大，使提高系統(tǒng)封閉化程度，增加水的循環(huán)利用成為必然。這導(dǎo)致了抄紙條件的惡化，使電導(dǎo)率提高，使抄紙過程中使用的增強(qiáng)劑等化學(xué)品很難充分發(fā)揮效果。因此，開發(fā)系統(tǒng)高封閉條件下能充分發(fā)揮效果的增強(qiáng)劑成為迫切需要。AMPAM就很好地解決了這方面的問題。AMPAM從電化學(xué)角度解決了上述問題，它的作用原理如下：

(1)、兩性助劑的陰離子基團(tuán)有助于清除體系中干擾助劑對纖維吸附的陽離子；

(2)、兩性助劑的陰離子基團(tuán)能對陽離子基團(tuán)起保護(hù)作用，電性排斥那些在體系中存在的高活性“雜陰離子”，從而使助劑中的陽離子基團(tuán)不會發(fā)生過早的反應(yīng)或被中和掉；

(3)、纖維通常帶負(fù)電，因而易吸附陽離子助劑，但也易于吸附其他帶正電的物質(zhì)，這樣就削弱了對陽離子助劑的吸附，而兩性助劑中的陰離子基團(tuán)能優(yōu)先吸附體系中的陽離子；

(4)、兩性助劑電荷基本平衡，那些未被留著的助劑隨白水排出后再循環(huán)使用時，不會失去電荷平衡，從而可保證紙機(jī)良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；

(5)、在中性或堿性抄紙中，離子電荷的平衡敏感度很大，體系較容易出現(xiàn)過陽離子化，造成濕部失控，而使用兩性助劑可以使體系得到控制。

因此，AMPAM比陽離子PAM和陰離子PAM更能有效地提高紙頁的強(qiáng)度、填料的留著率和紙機(jī)的濾水性，從而提高了紙機(jī)車速，大大減少了白水負(fù)荷，適應(yīng)了高封閉循環(huán)系統(tǒng)的造紙操作系統(tǒng)。 因此開發(fā)一種新的性能良好的AMPAM非常必要。

造紙用聚丙烯酰胺使用注意事項：

1、聚丙烯酰胺PAM在混合箱中的加入量是根據(jù)需要分散的程度來確定，一般是連續(xù)加入，用量基本在0.1%～0.3%左右。

2、在混合漿倉中的加入量為0.1%～0.2%左右，加入方式一般是間歇式加入，并且最好在倒料前15min時加入,以避免過長時間的攪拌，而降低其分散效果。

3、攪拌溶解時間不易過長，一般攪拌時間在1～1.5h左右為宜，否則會破壞其分散效果。

4、應(yīng)現(xiàn)使用現(xiàn)溶解，因?yàn)榫郾０返乃芤簳?4～48h內(nèi)自動水解，失去粘性，而最終失去分散作用。因?yàn)榫郾０稰AM在溶解時不可能100%全部溶解，一定會有一小部分未完全溶解的凝膠團(tuán)，所以在應(yīng)用時必須加上過濾設(shè)備， 來防止這些凝膠團(tuán)上紙機(jī)、掛網(wǎng)和粘毛布。

5、在紙機(jī)開串水時，要先加入PAM，使系統(tǒng)中存在PAM來預(yù)防未經(jīng)分散的長纖維結(jié)團(tuán)，使生產(chǎn)較為快速地達(dá)到正常狀態(tài)。

6、當(dāng)PAM的加入量發(fā)生變化時，漿料在紙機(jī)上的脫水速度會隨之變化。聚丙烯酰胺加入量調(diào)整過大，會出現(xiàn)脫水過快或過慢，影響生產(chǎn)的正常與穩(wěn)定。因此在紙機(jī)正常生產(chǎn)時，不要隨意過大調(diào)整PAM的加入量。