陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）是由一種陽離子單元和丙烯酰胺非離子單元構(gòu)成的共聚物，其分子鏈上帶有可以電離的正電荷基團(-CONH2)，在水中可以電離成聚陽離子和小的陰離子，能與分散于溶液中的懸浮粒子吸附和架橋，有著極強的絮凝作用。

陽離子聚丙烯酰胺被廣泛用于水處理以及冶金、造紙、石油、化工、紡織、選礦等領(lǐng)域，用作增稠劑、絮凝劑、減阻劑，具有凝膠、沉降、補強等作用。CPAM的分子量一般比NPAM和APAM低，特別適用于城市污水、城市污泥、造紙污泥及其它工業(yè)污泥的脫水處理。

原料簡介:

丙烯酰胺AM:丙烯酰胺是一種白色晶體化學(xué)物質(zhì)，是生產(chǎn)聚丙烯酰胺的原料。

陽離子單體:在陽離子聚丙烯酰胺的合成中較常用的陽離子單體有甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DAC）、二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）、丙烯酰氨基丙基三甲基氯化銨（AMPTAC）、甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲氨基)乙酯（DM）、丙烯酸-2-(N，N-二甲氨基)乙酯（DA）等。其中以DMDAAC、DAC、DMC較常用。

引發(fā)體系:

陽離子聚丙烯酰胺的聚合引發(fā)方式主要有兩類：引發(fā)劑引發(fā)和物理-化學(xué)引發(fā)。引發(fā)劑引發(fā)是目前普遍應(yīng)用的引發(fā)方式，包括單組分引發(fā)劑的熱或光分解、雙組分引發(fā)劑的氧化還原引發(fā)。物理-化學(xué)引發(fā)是指在外加能量源的作用下使單體活化而引發(fā)聚合。

制備方法:

從目前的合成方法看，陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑的制備方法分為兩大類：一是聚丙烯酰胺的陽離子改性法；二是非離子單體丙烯酰胺與陽離子單體共聚。

聚丙烯酰胺的陽離子改性法：聚丙烯酰胺陽離子改性法制備陽離子CPAM主要是通過Mannich反應(yīng)或羥甲基反應(yīng)進行，在主鏈上引入叔胺和伯胺基團。目前用Mannich改性法制備CPAM已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，該法工藝流程簡單，操作方便，但只能得到陽離子度較低的產(chǎn)品，而且未反應(yīng)的殘余原料較多，在生產(chǎn)過程中容易生成不溶性聚合物，影響產(chǎn)品的性能。

丙烯酰胺與陽離子單體共聚：從合成的溶劑環(huán)境來看，共聚法生產(chǎn)陽離子聚丙烯酰胺的方法主要有水溶液聚合法，反相乳液聚合法，反相微乳液聚合法，此外還有沉淀聚合、水分散聚合、輻射聚合、熱引發(fā)聚合、光引發(fā)聚合、膠束聚合、等離子體引發(fā)聚合等聚合方法。

該方法由丙烯酰胺與陽離子單體共聚而得CPAM。與改性法相比，共聚法具有操作簡便、毒性低、所得產(chǎn)品的陽離子度易調(diào)節(jié)、成本較低等特點，被廣泛應(yīng)用于CPAM的制備。技術(shù)的關(guān)鍵是選擇合適的共聚單體，確定最佳的聚合反應(yīng)體系以及工藝條件。

生產(chǎn)設(shè)備:

主要設(shè)備有:泵、配料罐、聚合釜、造粒機、箱式干燥器、干PAM收集器、破碎機等。

陽離子聚丙烯酰胺用途：

　　酒精廠/味精廠/制糖廠/肉制品廠/飲料廠：千分之三配，每噸3-5克。

　　紡織廠/印染廠：可用于印染廢水剩余活性污泥脫水、也可做印染脫色絮凝劑（弱陽離子聚丙烯酰胺）

　　造紙廠：可做造紙助流助濾劑，造紙污水處理應(yīng)先加聚合氯化鋁再加聚丙烯酰胺。

　　醫(yī)藥廢水：強陽離子聚丙烯酰胺（60度以上）

　　市政污水處理：陽離子聚丙烯酰胺（50度左右）

　　壓濾機：中高陽離子聚丙烯酰胺

　　皮革廠：陽離子聚丙烯酰胺（50度以上）

　　熱電廠：陽離子聚丙烯酰胺

　　磷化廢水：先加石灰乳調(diào)PH，再加聚丙烯酰胺。

　　制藥廢水：可用于制藥過程中的生產(chǎn)發(fā)酵工藝（千分之二配）

離子度：

    陽離子度是CPAM分子鏈所帶的電荷密度。陽離子度是絮凝效果的決定因素之一。離子度過低，絮團很小或者沒有效果。離子度過高，污泥絮團會因過量電荷而排斥。因此針對所要脫水的污泥，可用不同離子度的絮凝劑通過小實驗進行篩選，選出最佳合適的聚丙烯酰胺，這樣即可以取得不錯的絮凝劑效果，又可使加藥量最少，節(jié)約成本。選離子度關(guān)鍵看：

    （1）絮團的大?。盒鯃F太小會影響排水的速度，絮團太大會使絮團束縛較多水而降低泥餅干度。通過選擇聚丙烯酰胺的分子量可以調(diào)整絮團的大小。

    （2）絮團強度（含水率）：絮團在剪切作用下應(yīng)保持穩(wěn)定而不破碎。提高聚丙烯酰胺分子量或者選擇合適的分子結(jié)構(gòu)有助于提高絮團穩(wěn)定性。

聚丙烯酰胺的使用范圍：

    聚丙烯酰胺在水處理中占有十分重要的地位，不僅具有除濁、脫色的作用，還可以除去廢水中所含的高分子物質(zhì)，如病毒、細菌、微生物、焦油、石油及其他油脂等有機物、表面活性劑、農(nóng)藥、含氮、磷等富營養(yǎng)物質(zhì)以及汞、鉻、鎘、鉛等金屬和放射性物質(zhì)。

    對于陰離子型聚丙烯酰胺，適用于帶有正電荷的懸浮物，也適用于PH大于等電點（兩性離子所帶電荷因溶液的pH值不同而改變，當(dāng)兩性離子正負電荷數(shù)值相等時，溶液的pH值即為等電點。）條件下的污水處理?？商幚碓旒垺⑦x礦、電鍍、洗煤及機械工業(yè)等行業(yè)的廢水。

    陽離子型聚丙烯酰胺則適用于PH在等電點以下的體系，即偏酸條件比較適合。它在印染行業(yè)、油漆、食品加工等工業(yè)廢水等處理中有廣泛的應(yīng)用。

    非離子型聚丙烯酰胺的作用主要是靠高分子鏈上的極性基團與微粒的相互作用，通過吸附架橋來加快沉降和過濾速度。它對懸浮固體含量高、微粒粒徑大、PH為中性或酸性的體系較合適，應(yīng)用于沙礫開采、黏土廢水和礦泥廢水的處理。