一、pam信號的形成？

脈沖振幅調(diào)制（Pulse Amplitude Modulation）是脈沖載波的幅度隨基帶信號變化的一種調(diào)制方式。若脈沖載波是沖激脈沖序列，則抽樣定理就是脈沖振幅調(diào)制的原理。而實際上，由于真正的沖激脈沖串不能實現(xiàn)，通常只能采用窄脈沖串來實現(xiàn)。

設脈沖載波是周期為T 、幅度為A、寬度為？的矩形脈沖序列。實際上，脈沖幅度調(diào)制的過程就是用脈沖序列對基帶信號 進行抽樣的過程，抽樣間隔就是 ，所得的已抽樣信號就是PAM信號。

二、(PAM)聚丙烯酰胺的生產(chǎn)方法

水溶液聚合方法：

丙烯酰胺水溶液聚合法是工業(yè)生產(chǎn)中采用的主要方法。配方中單體溶液須經(jīng)離子交換提。 純。反應介質(zhì)水應為去離子水，引發(fā)劑多采用過硫酸鹽與亞硫酸鹽組成的氧化一還原引發(fā)劑 體系，以降低反應引發(fā)溫度。此外需加鏈轉(zhuǎn)移劑，常用的為異丙醇。為了消除可能存在的金 屬離子的影響，必要時加人螯合劑乙二胺四乙酸(EDTA)。為了易于控制反應溫度，單體 濃度通常低于25%。

由于丙烯酰胺聚合反應熱高達82．8kJ/mol，聚合熱必須及時導出，如果單體濃度為 25%～30%即使在10c(=引發(fā)聚合，如果聚合熱不導出，則溶液溫度會自動上升到100'E，將 生成大量不溶物。因此導熱問題成為生產(chǎn)中的關鍵問題之一。

生產(chǎn)低相對分子質(zhì)量產(chǎn)品時可在釜式反應器中間歇操作或多釜串聯(lián)連續(xù)生產(chǎn)，夾套冷卻 保持反應溫度為20～25℃，轉(zhuǎn)化率達95%～99%。生產(chǎn)高相對分子質(zhì)量產(chǎn)品時，由于產(chǎn)品 為凍膠狀，不能進行攪拌，為了及時導出反應熱，工業(yè)上采用在反應釜中將配方中的物料混 合均勻后，立即送入聚乙烯小袋中，將裝有反應物料的聚乙烯裝置水槽中進行冷卻反應。須 注意的是由于空氣中的氧有明顯的阻聚作用，配制與加料必須在N中進行。使用過硫酸鹽 一亞硫酸鹽引發(fā)劑體系時，通常引發(fā)開始溫度為40%，如果要求生產(chǎn)超高相對分子質(zhì)量產(chǎn)品時引發(fā)溫度應低于20%：。

由于單體不揮發(fā)，反應后不能除去，所以未反應單體將殘存于聚丙烯酰胺中，延長反應 時間，提高反應溫度雖可降低殘余單體量，但生產(chǎn)能力降低而且不溶物含量會增加。為了降 低殘余單體量有的工廠采用復合引發(fā)體系，由氧化一還原引發(fā)劑與水溶性偶氮引發(fā)劑組成。 低溫條件下由氧化一還原引發(fā)劑發(fā)揮作用，后期當反應物料溫度升高后，使偶氮引發(fā)劑分解 進一步發(fā)揮作用，此法生產(chǎn)的聚丙烯酰胺殘余單體量可低至0．02%(氣相色譜法測定)。水溶性偶氮引發(fā)劑為4，4’一偶氮雙一4一氰基戊酸、2，2’一偶氮雙一4一甲基丁腈硫酸鈉及2， 2’一偶氮雙一2一脒基戊烷二鹽酸鹽等。

首信聚丙烯酰胺的生產(chǎn)方法主要有水溶液聚合法、反相乳液聚合法和輻射引發(fā)法。

一、水溶液聚合法

是生產(chǎn)聚丙烯酰胺的傳統(tǒng)方法。采用該法可以生產(chǎn)聚丙烯酰胺膠體和粉狀產(chǎn)品。一般聚丙烯酰胺膠體是采用8%-10%丙烯酰胺水溶液在引發(fā)劑作用下直接聚合而得；聚丙烯酰胺干粉則多用25%-30%丙烯酰胺溶液進行聚合，聚合后得到的聚丙烯酰胺膠體經(jīng)造粒、捏合、干燥、粉碎后制得產(chǎn)品。其中的聚合反應是關鍵工序。該法具有生產(chǎn)安全、工藝設備簡單以及生產(chǎn)成本較低等特點，是目前國內(nèi)外生產(chǎn)聚丙烯酰胺普遍采用的方法。中國采用該法生產(chǎn)聚丙烯酰胺最早采用手工作坊式的盤式聚合，后來采用捏合機。20世界80年代后期開發(fā)了錐形釜聚合工藝，由核工業(yè)部五部所在江都化工廠試車成功。20世紀90年代從國外引進的聚合技術，類似于國內(nèi)的技術，只是反應釜可以旋轉(zhuǎn)，聚合釜的容積也較大。

二、反相乳液聚合法

是指水溶性的丙烯酰胺借助表面活性劑（多采用非離子型表面活性劑）的作用使丙烯酰胺單體分散在油相中形成乳化體系，在引發(fā)劑作用下進行乳液聚合，形成穩(wěn)定的高分子量速溶的聚丙烯酰胺膠乳產(chǎn)品，經(jīng)共沸蒸餾脫水后得到粉狀聚丙烯酰胺。由于聚合反應是在分散于油相中的丙烯酰胺微粒中進行，因而在聚合過程中放出的熱量散發(fā)均勻、反應體系平穩(wěn)、易控制、適合于制備高分子量且分子量分布窄的聚丙烯酰胺乳膠或干粉型產(chǎn)品。

三、輻射引發(fā)法

是丙烯酰胺單體在紫外線下引發(fā)直接聚合得到固體聚丙烯酰胺產(chǎn)品。該法生產(chǎn)工藝簡單，但設備投資大，且所得到產(chǎn)品分子量分布很寬，故目前還沒有進行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

三、聚丙烯酰胺的生產(chǎn)步驟

聚丙烯酰胺生產(chǎn)步驟一共兩步：

單體生產(chǎn)技術

丙烯酰胺單體的生產(chǎn)時以丙烯腈為原料，在催化劑作用下水合生成丙烯酰胺單體的粗產(chǎn)品，經(jīng)閃蒸、精制后得精丙烯酰胺單體，此單體即為聚丙烯酰胺的生產(chǎn)原料。

丙烯腈+(水催化劑/水) →合 →丙烯酰胺粗品→閃蒸→精制→精丙烯酰胺

按催化劑的發(fā)展歷史來分，單體技術已經(jīng)歷了三代：

第一代為硫酸催化水合技術，此技術的缺點是丙烯腈轉(zhuǎn)化率低，丙稀酰胺產(chǎn)品收率低、副產(chǎn)品低，給精制帶來很大負擔，此外由于催化劑硫酸的強腐蝕性，使設備造價高，增加了生產(chǎn)成本；

第二代為二元或三元骨架銅催化生產(chǎn)技術，該技術的缺點是在最終產(chǎn)品中引入了影響聚合的金屬銅離子，從而增加了后處理精制的成本；第三代為微生物腈水合酶催化生產(chǎn)技術，此技術反應條件溫和，常溫常壓下進行，具有高選擇性、高收率和高活性的特點，丙烯腈的轉(zhuǎn)化率可達到100%，反應完全，無副產(chǎn)物和雜質(zhì)。 產(chǎn)品丙烯酰胺中不含金屬銅離子，不需進行離子交換來出去生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的銅離子，簡化了工藝流程，此外，氣相色譜分析表明丙烯酰胺產(chǎn)品中幾乎不含游離的丙烯腈，具有高純性，特別適合制備超高相對分子質(zhì)量的聚丙烯酰胺及食品工業(yè)所需的無毒聚丙烯酰胺。

微生物催化丙烯酰胺單體生產(chǎn)技術，首先由日本在1985年建立了6000t/a的丙烯酰胺裝置，其后俄羅斯也掌握了此項技術，20世紀90年代時日本和俄羅斯相繼建立了萬噸級微生物催化丙烯酰胺裝置。我國是繼日本、俄羅斯之后，世界上第三個擁有此技術的國家。微生物催化劑活性為2857國際生化單位，已經(jīng)達到了國際水平。我國微生物催化丙烯酰胺單體生產(chǎn)技術是由上海市農(nóng)藥所經(jīng)過“七五”、“八五”和“九五”等3個五年計劃開發(fā)完成的，微生物催化劑腈水合酶是在1990年篩選出的，是由泰山山腳土壤中分離出163菌株和無錫土壤中分離出145菌株，經(jīng)種子培養(yǎng)得到的腈水合酶，代號為Norcardia-163。該技術現(xiàn)已在江蘇如皋、江西南昌、勝利油田及河北萬全先后投產(chǎn)，質(zhì)量上乘，達到了生產(chǎn)超高相對分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的質(zhì)量指標。

標志著我國微生物催化丙烯酰胺技術已經(jīng)達到了國際先進水平。

聚合技術

聚丙烯酰胺生產(chǎn)是以丙烯酰胺水溶液為原料，在引發(fā)劑的作用下，進行聚合反應，在反應完成后生成的聚丙烯酰胺膠塊經(jīng)切切割、造粒、干燥、粉碎，最終制得聚丙烯酰胺產(chǎn)品。關鍵工藝是聚合反應，在其后的處理過程中要注意機械降溫、熱降解和交聯(lián)，從而保證聚丙烯酰胺的相對分子質(zhì)量和水溶解性。

丙烯酰胺+水（引發(fā)劑/聚合）→聚丙烯酰胺膠塊→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺產(chǎn)品

我國聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術大概也經(jīng)歷了3個階段:

第一階段是最早采用盤式聚合，即將混合好的聚合反應液放在不銹鋼盤中，再將這些不銹鋼盤推至保溫烘房中，聚合數(shù)小時后，從烘房中推出，用鍘刀把聚丙烯酰胺切成條狀，進絞肉機造粒，烘房干燥，粉碎制得成品。這種工藝完全是手工作坊式。

第二階段是采用捏合機，即將混合好的聚合反應液放在捏合機中加熱，聚合開始后，開始捏合機，一邊聚合一邊捏合，聚合完后，造粒也基本完成，倒出物料經(jīng)干燥、粉碎得成品。

第三階段是，20世紀80年代后期，開發(fā)了錐形釜聚合工藝，由核工業(yè)部五所在江蘇江都化工廠試車成功。該工藝在錐形釜下部帶有造料旋轉(zhuǎn)刀，聚合物在壓出的同時，即成粒狀，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓干燥機干燥，粉碎得產(chǎn)品。

為了避免聚丙烯酰胺膠塊黏附在聚合釜釜壁上，有的技術采用氟或硅的高分子化合物涂覆在聚合釜的內(nèi)壁上，但此涂覆層在上產(chǎn)過程中易脫落而污染聚丙烯酰胺產(chǎn)品。

也有可旋轉(zhuǎn)的錐形釜，聚合反應完成后，聚合釜倒轉(zhuǎn)將聚丙烯酰胺膠塊倒出）、造粒方式 （有機械造粒、切割造粒，也有濕式造粒即分散液中造粒）、干燥方式（有采用穿流回轉(zhuǎn)干燥，也有用振動流化床干燥）及粉碎方式。這些不同中有些是設備質(zhì)量上有差異，有些是采用的具體方式上的油差異，但總的來看，聚合技術趨向于固定錐形釜聚合，振動流化床干燥技術。

聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術除了上述的單元操作外，在工藝配方上還有較明顯的差別，引發(fā)就有前加堿共水解工藝和后加堿后水解工藝之分，兩種方法各有利弊，前加堿共水解工藝過程簡單，但存在水解傳熱易產(chǎn)生交聯(lián)和相對分子質(zhì)量損失大的問題，后加堿后水解雖然工藝過程增加了，但水解均勻不易產(chǎn)生交聯(lián)，對產(chǎn)品相對分子質(zhì)量損失也不大。

目前我國聚丙烯酰胺聚合用的引發(fā)劑有無機引發(fā)劑、有機引發(fā)劑和無機―有機混合體系3中類型。

（1）過氧化物

過氧化物大致分為無機過氧化物和有機過氧化物。無機過氧化物如過流酸鉀，過硫酸銨、過溴酸鈉和過氧化氫等。有機過氧化物如過氧化苯甲酰、過氧化月桂酰和叔丁羥基過氧化物等。它們配用的還原劑有硫酸亞鐵、氯化亞鐵、偏亞硫酸鈉和硫代硫酸鈉等。

（2）偶氮化合物類

如偶氮二異丁腈、偶氮雙二甲基戊腈、偶氮雙氰基戊酸鈉和20世紀80年代開發(fā)的偶氮脒鹽系列，如偶氮N-取代脒丙烷鹽酸鹽是一類競相開發(fā)的產(chǎn)品，它們的加入濃度為萬分之0.005-1，催化效率很高，有助于生產(chǎn)相對分子質(zhì)量高的產(chǎn)品，且溶于水，便于使用。

反相懸浮聚合法

聚丙烯酰胺是目前工業(yè)上最重要的有機高分子絮凝劑之一，在工業(yè)上通常采用水溶液法，反向懸浮聚合法來生產(chǎn)聚丙烯酰胺。下面來介紹一下反向懸浮聚合法生產(chǎn)聚丙烯酰胺的工藝。

反向懸浮聚合法是制作聚丙烯酰胺（PAM）微球的如今使用最廣泛、技術相對成熟的方法。采用強烈攪拌將單體或單體混合物分散在介質(zhì)（介質(zhì)為有機溶劑）中，成為細小顆粒再進行單體、引發(fā)劑、有機溶劑和分散穩(wěn)定劑的聚合。當聚合完成后，經(jīng)過沸脫水、分離、干燥可以得到微粒狀產(chǎn)品。反向懸浮聚合法得到的產(chǎn)品，固體質(zhì)量分數(shù)>90%，聚合率>95%，單體殘留量

標簽：酰胺聚丙烯步驟