丙烯酰胺

丙烯酰胺是一种白色晶体化学物质，是生产聚丙烯酰胺的原料。
聚丙烯酰胺(Polyscrylamide)简称PAM，俗称絮凝剂或聚集剂，分为阴离子型、阳离子型和非离子型，是一种线状高分子聚合物，分子量在400-2100万之间，固体产品外观为白色或略带黄色颗粒粉末，易溶于水，液态为无色粘稠胶体状，易溶于水，温度超过120℃时易分解。特别对酸性和偏碱性水中的有机悬浊物和赤泥起絮凝沉淀及泥液分离作用，用量少、制水成本低，是其它絮凝剂无法代替的产品。
阴离子型主要用于生活生产用水，工业和城市污水处理。亦适用于氧化铝制备过程中赤泥的絮凝沉淀及泥液分离。
阳离子型分子量偏高，主要用于水悬浊液和悬浊物的絮凝沉淀，酸性和偏酸性溶液含有有机悬浊物时絮凝是很困难的。
在这种情况下，阳离子型能有效的进行絮凝沉淀，显示其突出的性能。
使用形态为0.1-0.2％水溶液，必须用PH≤7的水配制，配成稀溶液后极易水解。应随配随用或在当天用完，不宜长时间存放。 固体丙烯酰胺(简称AM)通常为无色透明片状晶体，纯品为白色结晶固体，易溶于水、甲醇、乙醇、丙醇，稍溶于乙酸乙酯、氯仿，微溶于苯，在酸碱环境中可水解成丙烯酸。
丙烯酰胺是一大类单体的母体化合物,其中包括甲基丙烯酰胺,AMPS（阴离子单体,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,2-Acraylamide-2-Methyl Propane Sulfonic Acide）,DMC(阳离子单体,甲基-酰氧乙基三甲基氯化铵)和N-取代丙烯酰胺的化合物。
职业性接触主要见于丙烯酰胺生产和树脂、黏合剂等的合成，在地下建筑、改良土壤、油漆、造纸及服装加工等行业也有接触机会。
日常生活中，可于吸烟、经高温加工处理的淀粉食品及饮用水中接触。 19世纪末，人类首次从丙烯酰氯与氨合成了丙烯酰胺。
1954年，美国氰氨公司采用丙烯腈硫酸水解工艺进行工业生产。
1972年，日本三井东压化学公司首先建立了骨架铜（见金属催化剂）催化丙烯腈水合制丙烯酰胺的工业装置，此后各国相继开发了不同类型的催化剂，采用此项工艺进行工业生产。
80年代，日本日东化学工业公司实现了用生物催化剂由丙烯腈制丙烯酰胺的工业生产。
硫酸水合法
丙烯腈和水在硫酸存在下水解成丙烯酰胺的硫酸盐，然后用液氨中和生成丙烯酰胺和硫酸铵：
CH2＝CHCN+H2O+H2SO4 ─→CH2＝CHCONH2·H2SO4 CH2＝CHCONH2·H2SO4+2NH3─→CH2＝CHCONH2+(NH4)2SO4
此法的缺点是副产大量价值低廉、肥效不高的硫酸铵，又存在严重的硫酸腐蚀和污染等问题。
催化水合法
丙烯腈与水在铜系催化剂的作用下，于70～120℃、0.4MPa压力下进行液相水合反应。
CH2＝CH-CN+H2O─→CH2＝CHCONH2反应后滤去催化剂，回收未反应的丙烯腈，丙烯酰胺水溶液经浓缩、冷却得结晶。该法工艺流程简单，收率可达98％以上。 LD50 i.p. in mice: 170 mg/kg (Peterson, Sheth) 1，职业性接触者要通过改革工艺、采取工程技术措施等手段，降低工作场所空气中丙烯酰胺的浓度；同时通过加强个人防护，如戴口罩、手套，穿防护服和鞋等，以防止或减少其进入体内。
2，日常生活中尽量避免过度烹饪食品，如温度过高或加热时间太长。提倡平衡膳食，减少油炸和高脂肪食品的摄入，多吃水果和蔬菜，不要吸烟。
3，由于煎炸食品是我国居民常吃的食物，国家应加强膳食中丙烯酰胺的监测与控制，开展我国人群丙烯酰胺的暴露评估，并研究探索降低加工食品中含量的方法。 丙烯酰胺主要在高碳水化合物、低蛋白质的植物性食物加热(120°C 以上)烹调过程中形成。140-180℃为生成的最佳温度，而在食品加工前检测不到；在加工温度较低，如用水煮时，丙烯酰胺的水平相当低。水含量也是影响其形成的重要因素，特别是烘烤、油炸食品最后阶段水分减少、表面温度升高后，其形成量更高；但咖啡除外，在焙烤后期反而下降。丙烯酰胺的主要前体物为游离天门冬氨酸（土豆和谷类中的代表性氨基酸）与还原糖，二者发生Maillard反应（一种发生在氨基酸和还原糖之间的非酶褐变反应）生成。食品中形成的丙烯酰胺比较稳定；但咖啡除外，随着储存时间延长，含量反而会降低。 既然丙烯酰胺的形成与加工烹调方式、温度、时间、水分等有关，因此不同食品加工方式和条件不同，其形成丙烯酰胺的量有很大不同，即使不同批次生产出的相同食品，其丙烯酰胺含量也有很大差异。在JECFA 64次会议上，从24个国家获得的2002－2004年间食品中丙烯酰胺的检测数据共6,752个，其中67.6％的数据来源于欧洲，21.9％来源于南美，8.9％的数据来源于亚洲，1.6％的数据来源于太平洋。检测的数据包含早餐谷物、土豆制品、咖啡及其类似制品、奶类、糖和蜂蜜制品、蔬菜和饮料等主要消费食品，其中含量较高的三类食品是：高温加工的土豆制品（包括薯片、薯条等），平均含量为0.477 mg/kg，最高含量为5.312 mg/kg；咖啡及其类似制品，平均含量为0.509 mg/kg，最高含量为7.3 mg/kg；早餐谷物类食品，平均含量为0.313 mg/kg，最高含量为7.834 mg/kg；其它种类食品的丙烯酰胺含量基本在0.1 mg/kg以下。
　　由中国疾病预防控制中心营养与食品安全研究所提供的资料显示，在监测的100余份样品中，丙烯酰胺含量为：薯类油炸食品，平均含量为0.78 mg/kg，最高含量为3.21 mg/kg；谷物类油炸食品平均含量为0.15 mg/kg，最高含量为0.66 mg/kg；谷物类烘烤食品平均含量为0.13 mg/kg，最高含量为0.59 mg/kg；其它食品，如速溶咖啡为0.36 mg/kg、大麦茶为0.51 mg/kg、玉米茶为0.27 mg/kg。就这些少数样品的结果来看，我国的食品中的丙烯酰胺含量与其他国家的相近。 根据对世界上17个国家丙烯酰胺摄入量的评估结果显示，一般人群平均摄入量为0.3-2.0µg/kg bw/天，90-97.5百分位数的高消费人群其摄入量为 0.6-3.5µg/kg bw/天，99百分位数的高消费人群其摄入量为 5.1µg/kg bw/天。按体重计，儿童的摄入量为成人的2-3倍。其中丙烯酰胺主要来源的食品为炸土豆条16-30%，炸土豆片6-46%，咖啡13-39%，饼干10-20%，面包10-30%，其余均小于10%。JECFA根据各国的摄入量，认为人类的平均摄入量大致为1µg/kg bw/天，而高消费者大致为4µg/kg bw/天，包括儿童。由于我国尚缺少足够数量的各类食品中丙烯酰胺含量数据，以及这些食品的摄入量数据；因此，还不能确定我国人群的暴露水平。但由于食品中以油炸薯类食品、咖啡食品和烘烤谷类食品中的丙烯酰胺含量较高，而这些食品在我国人群中的摄入水平应该不高于其他国家，因此，我国人群的摄入水平应不高于JECFA评估的一般人群的摄入水平。 在丙烯酰胺聚合时，常用化学催化系统或光催化系统进行。 (1)化学催化系统：丙烯酰胺的化学催化聚合过程是在引发剂和加速剂组成的系统中完成的。参与反应的引发剂有过硫酸铵(或过硫酸钾)和过氧化氢，而参与反应的加速剂则有二甲胺丙腈等。由于丙烯酰胺聚合时，可在酸性或碱性条件下进行，所以选用的引发剂和加速剂就应随酸碱性变化而变化。
当丙烯酰胺(Arc)、交联剂(Bis)和四甲基乙二胺(tetramethyl ethylene diamine，TEMED)的水溶液中加入过硫酸铵(ammoniumpersulfate，AP)时，AP[(NH4)2S20s]立即产生自由基(S：OU—2S07)，Arc与自由基作用后，随即“活化”，活化的Arc彼此连接形成多聚长链。含有这种多聚体链的溶液尽管比较黏稠但不能形成凝胶，只有当Bis存在时才能形成凝胶。在AP-TEMED催化系统中，Arc和Bis聚合的初速率与AP浓度的平方根成正比，并且在碱性条件下反应迅速。例如，7％的Arc溶液完全聚合，当pH8．8时，仅需0．5h；而当pH4．3时，则需1．5h。此外，温度、氧分子和杂质等也都会影响聚合速度。一般在室温下比在o℃时聚合快，溶液预先抽气比不抽气的聚合快。
(2)光催化系统：该系统的催化剂是维生素B2。光聚合过程是在光激发下催化完成的。维生素B：在氧及紫外线作用下，生成含自由基的产物，自由基的作用如同上述的AP试剂一样。通常将混合液置于一荧光灯旁，即可使反应发生。用维生素B2催化时，可不加TEMED，但是加入后可使聚合速度加快。光聚合形成的凝胶呈乳白色，透明度较差。用这种催化剂的优点是，用量极少(1ml／100mi)，对分析样品无任何不良影响；聚合时间可以通过改变光照时间和强度来延长或缩短。
化学聚合的孔径比光聚合的小，重复性和透明度也比后者好。但是化学聚合的引发剂AP是强氧化剂，若残存于凝胶中往往会使某些蛋白质分子丧失活性，或者产生畸变的电泳图谱。 2099PVA 10Kg 丙烯酰胺10KG
先加水升温95,溶解PVA ,然后降温85,加入丙胺,然后降温到70左右,加过硫酸铵22克,停止搅拌,自动反应5-6小时,加水到1000KG 无色无臭结晶。 溶于水、乙醇、丙酮、乙醚和三氯乙烷，微溶于甲苯，不溶于苯。 用作聚丙烯酰胺的单体，其聚合物或共聚物用作化学灌浆物质、土壤改良剂、絮凝剂、胶粘剂和涂料等 聚丙烯酰胺作为添加剂可提高石油的回收率。作为絮凝剂可用于废水处理，亦可作纸张增强剂。 是生产聚丙烯酰胺及其系列产品的原料 用作聚丙烯酰胺的单体，其聚合物或共聚物用作化学灌浆物质、土壤改良剂、絮凝剂、胶粘剂和涂料等聚丙烯酰胺作为添加剂可提高石油的回收率。作为絮凝剂可用于废水处理，亦可作纸张增强剂。是生产聚丙烯酰胺及其系列产品的原料用于酸相对分子质量的测定 制备聚丙烯酰胺凝胶，供电泳测定蛋白质分子量等。絮凝剂, 土壤稳定剂，增强纸张强度，改进纤维质量，粘结剂。 丙烯酰胺是丙烯酰胺系和甲基丙烯酰胺系产品中最重要的产品。自1954年用于工业后，需要逐步增长。主要用来制取能溶于水的聚合物，而这种聚丙烯酰胺可作为添加剂用以提高石油的回收率；用作絮凝剂、增厚剂和造纸助剂。少量丙烯酰胺被用来将亲水中心引入亲油的聚合物中以改善粘度，提高软化点和提高树脂的抗溶剂性，并且可以为染料的受色性引入一个中心。丙烯酰胺还常常被用作感光聚合物的一个组分。在乙烯基聚合物中，在交联反应中可以使用这种酰胺基的反应活性。丙烯酰胺可以与某些单体，如乙酸乙烯、苯乙烯、氯乙烯、乙烯叉二氯、丙烯腈等共聚获得具有多种用途的聚合物。主要应用领域：(1)油田用 该品用于油田注水井调整吸水剖面。将本品与引发剂、除氧剂等混合，注入注水井高渗透层带。在地层下聚合成高粘度的聚合物。封堵大孔道，增加扫油体积，提高采油率。此外，本品的聚合物或共聚物，可用于三次采油、压裂、堵水、钻井混浆处理以及化学灌浆等。(2)作絮凝剂 该品的部分水解物或与甲基纤维素的接枝共聚物，用于工厂废水处理及下水处理。(3)土壤改良剂 利用该品水解物作土壤改良剂，可使土壤团粒化，改善空气流通性、水渗透性和保水性。(4)纤维改性与树脂加工 将丙烯酰胺进行氨基甲酰化或接枝聚合。可用于改善含合成纤维的各种纤维的树脂整理，经纱以及作印染浆料使用，以改善纤维织物的基础物性，防皱、防缩和手感好。(5)纸力增强剂 丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物或聚丙烯酰胺的部分水解物，可用作纸力培强剂，代替已经使用的淀粉、水溶性氨基树脂或者共用。(6)胶粘剂 有聚丙烯酰胺与酚醛树脂溶液并用的玻璃纤维胶粘剂，以及与合成橡胶并用的压敏胶。 1.丙烯腈硫酸水合法 丙烯腈和水在硫酸存在下水解成丙烯酰胺硫酸盐，然后用液氨中和生成丙烯酰胺溶液和硫酸铵，反应物经分离过滤后，将滤液结晶、干燥即得成品。此法的缺点是副产大量价值低廉的硫酸铵，又存在严重的硫酸腐蚀和污染等问题。每吨丙烯酰胺副产硫酸铵2280kg。原料消耗定额：丙烯腈（100%）980kg/t、硫酸（100%）200kg/t、氨（100%）700kg/t。2.丙烯腈直接水合法 丙烯腈与水在铜催化剂存在下，在85-125℃和0.3-0.4MPa压力下直接水合而得。该法得到的丙烯酰胺水溶液（只含少量副产物），可直接作为产品销售，避免丙烯酰胺粉尘污染，用水溶液对劳动保护是有利的。产品参考规格：外观为白色鳞片状或粉状。一级品含量≥95%；二级品含量≥90%；三级品含量≥85%。3.酶催化法在室温下将丙烯腈水溶液送入装有菌种催化剂的固定床反应器中，经反应丙烯腈100%转化为丙烯酰胺。经分离，甚至可不经精制、浓缩就得到丙烯酰胺的工业产品。 硫酸水合法 将浓硫酸，吩噻嗪（聚合反应抑制剂），水混合后加入反应釜内，在搅拌下慢慢滴加丙烯腈，滴加毕后，升温至95～100 ℃，保温50 min。冷却至20～25 ℃，加适量水稀释，用碳酸钠中和至中性，过滤，得丙烯酸水溶液。再经冷却结晶，分离，干燥得成品。

催化水合法 丙烯腈与水在铜系催化剂作用下进行液相水合，一般采用连续化生产，反应温度为 85～120 ℃，反应压力为0.29～0.39 MPa，进料浓度6.5%，空速约5 L/h，转化率为85%，选择性95%左右，反应生成的丙烯酰胺浓度为7%～8%，该法得到的丙烯酰胺水溶液可直接作为产品销售。

有毒物品 高毒 口服-大鼠 LD50: 124 毫克/公斤; 口服-小鼠 LD50: 107 毫克/公斤 皮肤-兔子500 毫克/24小时 轻度; 眼睛-兔子 100 毫克/24小时 中度 明火可燃;高热分解; 燃烧释放有毒氮氧化物烟雾 库房通风低温干燥; 与氧化剂、酸类、食品化工添加剂分开存放 雾状水、泡沫、二氧化碳、砂土。 TWA 0.3 毫克/立方米; STEL 0.9 毫克/立方米