水処理への応用
水処理には、原水処理、廃水処理、工業用水処理などが含まれます。原水処理において、活性炭などの材料と組み合わせて使用すると、生活用水中の浮遊粒子の凝集と浄化が促進されます。無機凝集剤の代わりに有機凝集剤-特にポリアクリルアミド-を使用すると、既存の沈殿槽を改造しなくても、浄水能力を 20% 以上向上させることができます。廃水処理において、ポリアクリルアミドを使用すると、水のリサイクルループの効率が向上し、汚泥脱水の効果的な薬剤としても機能します。工業用水処理では、さまざまな化学製剤の重要な成分として機能します。国際的には水処理がポリアクリルアミドの最大の応用分野を構成していますが、この分野での採用は現在、国内でも勢いを増しています。
水処理におけるポリアクリルアミドの主な機能:
(1) 凝集剤の使用量の削減：同等の水質基準が満たされている場合、凝集助剤としてポリアクリルアミドを他の凝集剤と組み合わせて使用すると、必要な凝集剤の総量を大幅に削減できます。 (2) 水質改善：飲料水処理、工場排水処理ともに、ポリアクリルアミドと無機凝集剤を併用することにより、水質が大幅に改善されます。 (3) フロック強度と沈降速度の向上: ポリアクリルアミドは、高い構造強度と優れた沈降特性を特徴とするフロックを生成します。これにより、固液分離速度が加速され、汚泥の脱水プロセスが促進されます。- (4) 循環冷却システムの腐食とスケールの防止：ポリアクリルアミドの適用により、無機凝集剤の使用量を大幅に削減できるため、機器表面への無機物の堆積を防止し、機器の腐食とスケールの生成を軽減します。
石油抽出における応用
ポリアクリルアミドは、石油抽出ライフサイクル全体にわたって広く利用されている多用途の化学処理剤です。{0}特に掘削、セメンティング、坑井の完成、坑井の改修、水圧破砕、酸性化、注水、止水とプロファイル制御、強化された石油回収（三次回収）作業で使用されます。これは、掘削、止水およびプロファイル制御、石油回収の強化の分野で特に重要です。ポリアクリルアミドの水溶液は高い粘度を示し、優れた増粘、凝集、レオロジー調整特性を備えています。-その結果、これらは石油抽出作業において油置換剤および掘削流体改質剤として使用されています。{4} --石油抽出の中期から後期にかけて、原油の回収率を高めるために、我が国では現在主にポリマーフラッディング技術と三元化合物フラッディング技術を推進しています。ポリアクリルアミドの水溶液を注入することにより、油-対-の流量比が改善され、それによって生成される流体中の原油含有量が増加します。三次石油回収中にポリアクリルアミドを添加すると、石油置換能力が向上し、油層内での水の流れ（早期破過）が防止され、最終的に油田の全体的な回収収率が向上します。中国の石油産業はポリアクリルアミドの最大の消費者です。ポリアクリルアミドの技術進歩が中国の石油部門の成長を牽引してきた一方、業界の需要によりポリアクリルアミド部門自体の技術革新と開発のペースが加速しています。
製紙用途
製紙業界では、ポリアクリルアミドは、紙の品質を高め、パルプスラリーの脱水性能を改善し、微細繊維や充填剤の保持率を高めるための歩留まり向上剤、排水助剤、レベリング剤として広く利用されています。この使用法は、原材料の消費を最小限に抑え、環境汚染を軽減するのに役立ちます。さらに、分散剤として使用すると、紙シートの均一性が向上します。ポリアクリルアミドは、製紙業界において 2 つの主な機能を果たします。1 つは、充填剤、顔料、その他の添加剤の保持率を高め、それによって原材料の損失と環境汚染を削減することです。次に、紙の物理的強度を高めます。パルプスラリーにポリアクリルアミドを添加すると、ワイヤースクリーン上の微細繊維とフィラー粒子の保持率が向上し、同時にパルプの脱水プロセスが促進されます。作用メカニズムには、パルプ内での粒子の凝集が含まれます。-電荷の中和または架橋効果によって促進され、{6}}フィルター ファブリック上に粒子を保持できるようになります。また、これらのフロックの形成により、パルプからの水のろ過が容易になり、それによって「白水」への繊維の損失が減り、環境汚染が軽減され、ろ過、沈殿、およびその他の処理装置の稼働効率が向上します。
医療材料
ポリアクリルアミド ゲルは、非-トロンビン-ベースの造粒促進剤-、手術材料、コンタクト レンズの原料、マイクロカプセルの外側コーティング材料としての使用など、さまざまな医療用途に使用されています。また、高品質の止血プラグ、生理用ナプキン、幼児用おむつの製造にも利用されています。{4}数百から数十マイクロメートルの範囲のサイズのポリアクリルアミド粒子は、クロマトグラフィー充填材（ゲルクロマトグラフィーカラムなど）として使用でき、シトクロムなどの球状タンパク質の効果的な分離を可能にします。また、タンパク質の脱塩や濃縮などの下流プロセスも可能になります。マンニッヒ反応により、L-プロリンまたはL-ヒドロキシプロリンがメチレン架橋を介してポリアクリルアミド樹脂のアミド側鎖に導入されます。その後の銅イオンとの配位により、一連の DL- アミノ酸を効果的に分割できるキラルリガンド樹脂が得られます。さらに、キラルアミノ酸がポリビニルアミン樹脂（ホフマン分解によって誘導される）上で銅イオンと錯体を形成すると、得られた物質は配位子-交換クロマトグラフィーの固定相として機能します。これにより、さまざまなアミノ酸の分離が可能になり、-芳香族アミノ酸の分離に特に効果を発揮します-。ポリマー主鎖の親水性が高いため、分離時間が大幅に短縮されます。
その他の産業:
食品産業では、サトウキビ汁の清澄や、サトウキビやテンサイ糖の製造時のシロップのリン酸浮選抽出に利用されています。{0}また、酵素調製物の発酵ブロスの凝集および清澄にも使用されます。さらに、飼料タンパク質の回収にも使用されており、-優れた安定性と性能を備えています-。回収されたタンパク質粉末は鶏の生存率、体重増加、産卵に悪影響を及ぼさないことが証明されています。他の用途には、合成樹脂コーティングが含まれます。土木用注入材の止水材。建築材料産業（セメントの品質を高め、建築用接着剤として機能し、目地充填剤、補修剤、止水剤として機能する）。-土壌改良。電気めっき産業。繊維の印刷および染色産業など。
