聚丙烯酰胺可以和纯碱(碳酸钠)复配,在很多应用场景下能发挥出协同效应。
水处理领域
原理:在水处理过程中,聚丙烯酰胺主要起絮凝作用。它通过分子链上的活性基团(如酰胺基、羧基等)吸附水中的悬浮颗粒,利用吸附架桥和电荷中和机制使颗粒聚集沉降。纯碱则可以调节水的 pH 值。对于一些酸性或弱酸性的废水,加入纯碱后能使废水的 pH 值升高,创造更有利于聚丙烯酰胺发挥絮凝作用的环境。因为聚丙烯酰胺在不同的 pH 值下,其分子链的伸展状态和活性基团的电离程度会有所不同。
效果:例如在处理印染废水时,印染废水的 pH 值较低且含有大量悬浮的染料颗粒和杂质。先加入适量的纯碱将 pH 值调节到 7 - 9 之间,此时聚丙烯酰胺的絮凝效果能够得到增强。它们复配使用可以使印染废水的浊度去除率从单独使用聚丙烯酰胺时的 60% 左右提高到 80% 以上,同时对废水颜色的去除也有更好的效果,大大提高了废水处理的效率和质量。
石油开采领域
原理:在石油开采中,聚丙烯酰胺常用于驱油作业,它可以增加水的黏度,改善水驱油的波及效率。纯碱可以与地层水中的钙、镁等离子反应,降低这些离子的浓度。因为地层水中的钙、镁离子会与聚丙烯酰胺发生反应,导致聚丙烯酰胺分子链卷曲或沉淀,影响其驱油性能。
效果:通过复配使用,纯碱可以保护聚丙烯酰胺分子链,使其能够更好地发挥增加水黏度的作用。例如在一些高钙、镁离子含量的油藏驱油过程中,单独使用聚丙烯酰胺时,由于钙、镁离子的影响,其驱油效率只有 30% - 40%。加入纯碱进行预处理后,聚丙烯酰胺的驱油效率可以提高到 50% - 60% 左右,有效地提高了石油采收率。
造纸工业领域
原理:在造纸过程中,聚丙烯酰胺用于纸张的增强和助留助滤。它可以吸附在纸张纤维上,增加纤维之间的结合力,同时帮助纤维和填料更好地保留在纸张中。纯碱可以调节造纸浆料的 pH 值,使浆料处于合适的化学环境。此外,纯碱还可以与造纸原料中的酸性物质反应,去除一些对纸张质量有害的杂质。
效果:当聚丙烯酰胺和纯碱复配使用时,可以提高纸张的强度和匀度。例如,在生产文化用纸时,复配使用后纸张的抗张强度可以比单独使用聚丙烯酰胺时提高 10% - 20%,同时纸张的灰分保留率也有所增加,提高了纸张的质量和生产效率。
不过,在复配时需要注意两者的用量和添加顺序。用量应根据具体的应用场景和水质、物料等条件进行调整。一般先加入纯碱调节好 pH 值等条件后,再加入聚丙烯酰胺进行絮凝或其他处理效果会更好。同时,要避免过量使用,否则会对处理效果产生负面影响,如在水处理中导致水质碱度过高或聚丙烯酰胺过量残留等问题。