聚丙烯酰胺陰離子(APAM)和陽(yáng)離子(CPAM)在以下方面存在區(qū)別:
1. 化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
陰離子聚丙烯酰胺:分子鏈上帶有羧基等陰離子基團(tuán),在水中會(huì)解離出陰離子,使分子鏈帶負(fù)電荷。其結(jié)構(gòu)中的陰離子基團(tuán)有助于與帶正電荷的顆粒或物質(zhì)發(fā)生靜電吸引作用。
陽(yáng)離子聚丙烯酰胺:分子鏈上含有季銨鹽等陽(yáng)離子基團(tuán),在水溶液中會(huì)解離出陽(yáng)離子,使分子帶正電荷。這種正電荷特性使其能夠與帶負(fù)電荷的顆?;蛭镔|(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的靜電吸引。
2. 外觀與溶解性
外觀:兩者都為白色粉末或顆粒狀固體。不過(guò),在某些乳液劑型產(chǎn)品中,外觀會(huì)有所不同,但一般通過(guò)肉眼較難準(zhǔn)確區(qū)分陰離子和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
溶解性:都能溶于水,但溶解速度和溶解性會(huì)因分子量、離子度等因素有所差異。一般在相同條件下,陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的溶解速度會(huì)稍快一些,這是由于其陽(yáng)離子基團(tuán)與水分子的相互作用較強(qiáng)。
3. 作用原理
陰離子聚丙烯酰胺:主要通過(guò)吸附架橋和電中和作用來(lái)絮凝顆粒。對(duì)于一些帶正電荷的懸浮顆粒,如金屬氫氧化物沉淀等,陰離子聚丙烯酰胺的陰離子基團(tuán)可以與顆粒表面的正電荷發(fā)生中和反應(yīng),同時(shí)其長(zhǎng)分子鏈能夠在顆粒之間形成架橋,使顆粒聚集成較大的絮體,從而加速沉淀。
陽(yáng)離子聚丙烯酰胺:主要基于電荷中和以及吸附架橋來(lái)實(shí)現(xiàn)絮凝。由于其帶正電荷,對(duì)于帶負(fù)電荷的懸浮顆粒,如大多數(shù)天然有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等,陽(yáng)離子聚丙烯酰胺能夠快速地與顆粒表面的負(fù)電荷進(jìn)行中和,降低顆粒間的靜電斥力,使顆粒更容易相互碰撞聚集。同時(shí),其分子鏈也能起到吸附架橋的作用,進(jìn)一步促進(jìn)絮體的形成和長(zhǎng)大。
4. 應(yīng)用領(lǐng)域
陰離子聚丙烯酰胺:常用于處理無(wú)機(jī)廢水,如煤礦廢水、洗砂廢水等,這些廢水中的懸浮顆粒帶正電荷,適合用陰離子聚丙烯酰胺來(lái)絮凝沉淀。在造紙工業(yè)中,可用于紙張?jiān)鰪?qiáng)劑,提高紙張的抗張強(qiáng)度、耐折度等物理性能。此外,在石油開(kāi)采中,作為驅(qū)油劑可以提高原油采收率。
陽(yáng)離子聚丙烯酰胺:主要用于處理有機(jī)廢水和污泥脫水,如城市生活污水、食品加工廢水、印染廢水等,這些廢水中的污染物大多帶負(fù)電荷,陽(yáng)離子聚丙烯酰胺能夠有效地與之結(jié)合并絮凝。在污水處理廠的污泥脫水環(huán)節(jié),陽(yáng)離子聚丙烯酰胺可以使污泥形成大而緊密的絮體,提高污泥的脫水性能,降低污泥的含水率。
5. 分子量與離子度
分子量:陰離子聚丙烯酰胺的分子量較高,一般在 800 萬(wàn) - 2000 萬(wàn)之間。較高的分子量使其在處理高濁度、高濃度的無(wú)機(jī)廢水時(shí),能夠通過(guò)長(zhǎng)分子鏈的架橋作用,形成較大的絮體,提高絮凝效果。陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的分子量一般在 600 萬(wàn) - 1200 萬(wàn)左右,雖然分子量相對(duì)較低,但由于其陽(yáng)離子基團(tuán)的強(qiáng)電荷作用,仍能在處理有機(jī)廢水和污泥脫水等方面發(fā)揮良好的絮凝性能。
離子度:陰離子聚丙烯酰胺的離子度主要指其水解度,即分子鏈上羧基等陰離子基團(tuán)的含量,一般在 10% - 30% 左右。水解度的大小會(huì)影響其在不同水質(zhì)條件下的絮凝效果。陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的離子度是指陽(yáng)離子基團(tuán)的含量,在 5% - 90% 之間變化。離子度越高,其對(duì)帶負(fù)電荷顆粒的中和能力越強(qiáng),絮凝效果也越好,但價(jià)格也相對(duì)較高。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)廢水或污泥的性質(zhì)來(lái)選擇合適離子度的產(chǎn)品。
6. 價(jià)格
一般情況下,陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的價(jià)格要高于陰離子聚丙烯酰胺。這是因?yàn)殛?yáng)離子聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜,原料成本也較高。其分子結(jié)構(gòu)中的陽(yáng)離子基團(tuán)需要通過(guò)特殊的化學(xué)反應(yīng)引入,生產(chǎn)過(guò)程中的控制要求也更為嚴(yán)格,這些因素導(dǎo)致了其較高的價(jià)格。而陰離子聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝相對(duì)成熟和簡(jiǎn)單,原料成本相對(duì)較低,所以價(jià)格相對(duì)較為便宜。