聚丙烯酰胺合成方法
聚丙烯酰胺生产工艺
聚丙烯酰胺生产工艺一、聚丙烯酰胺的合成工艺1.原料准备：聚丙烯酰胺的合成需要经过聚合反应，常用的原料有丙烯酰胺单体、过氧化铵等。
在反应过程中，还可以添加交联剂和共聚剂等辅助材料。
2.聚合反应：将丙烯酰胺单体和其他原料按一定比例加入反应釜中，设置反应温度和压力。
通过聚合反应，将丙烯酰胺单体中的碳链进行聚合，形成长链状的聚合物分子。
3.接枝反应：聚丙烯酰胺具有良好的交联性能，可以通过接枝反应来增加其交联度。
接枝反应是在聚合反应过程中添加交联剂或加热处理，使聚合物之间发生交联，并形成交联网状结构。
4.过滤和干燥：将反应物进行过滤，去除其中的碎片和杂质。
然后通过蒸发、减压等方法将其干燥，得到成品聚丙烯酰胺。
二、聚丙烯酰胺的应用工艺1.水处理：聚丙烯酰胺具有很强的吸附性能和饱和性能，可以通过形成絮凝物来吸附水中的悬浮物和有机物。
在水处理过程中，常用的工艺包括絮凝、沉淀、过滤等。
2.油田开发：聚丙烯酰胺可以被用作驱油剂，并且能够提高原油的开采率。
在油田开发过程中，常用的工艺包括注入、混合、分析等。
3.土壤改良：聚丙烯酰胺可以增加土壤的保水性和保肥性，改善土壤结构，提高植物的生长率。
土壤改良工艺包括施用、灌溉、覆盖等。
4.纸浆和纸张工业：聚丙烯酰胺用作纸浆和纸张的添加剂，可以提高纸张的质量和强度。
工艺包括混合、搅拌、浆料处理等。
综上所述，聚丙烯酰胺的生产工艺主要包括原料准备、聚合反应、接枝反应、过滤和干燥等步骤。
其应用工艺涵盖了水处理、油田开发、土壤改良、纸浆和纸张工业等领域。
这些工艺不仅提高了产品性能，还广泛应用于环保和资源利用方面。
聚丙烯酰胺合成工艺
聚丙烯酰胺合成工艺聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，简称PAM）是一种高分子聚合物，具有优异的吸附、絮凝和沉降能力，在许多领域有广泛的应用，如水处理、土壤改良、石油开采、纸浆造纸等。
本文将介绍一种常用的聚丙烯酰胺合成工艺。
第一步是丙烯腈的水解。
将丙烯腈与一定量的水在一定的温度和压力下反应，生成丙烯酰胺。
丙烯酰胺是聚丙烯酰胺的主要单体。
水解反应通常在碱性条件下进行，加入一定量的碱催化剂，如氢氧化钠或碳酸钠。
反应温度和压力的选择是通过考虑反应速率和产物纯度来确定的。
第二步是酰胺化反应。
酰胺化反应是指丙烯酰胺与其他化学物质发生反应，形成不同功能基团的聚丙烯酰胺。
常用的酰胺化反应有：季铵化反应、酯化反应、羰基反应等。
这些反应可以通过调整反应条件来实现不同功能的聚丙烯酰胺的合成。
第三步是聚合反应。
聚合反应是指将多个丙烯酰胺单体分子通过共价键连接在一起，形成高分子聚合物。
聚合反应可以通过自由基聚合、阴离子聚合或阳离子聚合等不同方式来进行。
常用的聚合反应有红外光聚合法、离子射线聚合法等。
选择适当的聚合方法和反应条件，可以控制聚合物的分子量和分子量分布，从而得到理想的产品性能。
聚丙烯酰胺合成工艺的优化是提高产品质量和产能的关键。
合理选择反应条件、催化剂和反应器类型，可以提高聚合反应的速率和选择性，降低副反应的发生。
此外，还可以通过改变单体的结构和功能基团的引入，调控聚丙烯酰胺的性能，以满足不同领域的需求。
总之，聚丙烯酰胺合成工艺是一项复杂的过程，通过水解、酰胺化和聚合反应，可以合成出各种性能优良的聚丙烯酰胺。
未来，随着科学技术的发展，聚丙烯酰胺合成工艺将会更加完善和高效，为各个领域的应用提供更好的支持。
阳离子聚丙烯酰胺的合成方法
阳离子聚丙烯酰胺的合成方法丙烯酰胺通过自由基聚合反应制备得到的共聚物或者均聚物即为聚丙烯酰胺及其衍生物。
根据反应介质中单体的分散状态，合成方法可以分为溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合和本体聚合；根据聚合物和单体在反应介质中的溶解状态，又可以分成非均相聚合和均相聚合，下面着重介绍三种常用的阳离子聚丙烯酰胺合成方法。
1、水溶液聚合法在CPAM 的生产过程中，水溶液聚合法是研究时间最早、工业化生产最成熟的聚合方法，也是目前聚丙烯酰胺类的生产厂家主要采用的聚合方法。
它是将引发剂、丙烯酰胺和阳离子单体溶于水中形成均相体系后，在引发剂的诱导作用下进行的聚合反应。
诸多研究人员围绕水溶液聚合的反应温度、引发体系及单体浓度等影响因素开展了一系列科学研究。
以DMDAAC和AM作反应单体，以K2S2O8/ NaHSO3为复合引发剂，通过水溶液聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺P（AM-DMDAAC）。
对产物结构进行了红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征，证明聚合物的成功合成。
通过考察各单因素对聚合产物分子量的影响，从而确定了最佳反应条件为：引发剂用量0.05%，单体浓度30%，W DMDAAC:W AM=0.5:1，W K2S2O8:W NaHSO3=1:0.7，聚合温度5℃，聚合时间60min。
用偶氮引发剂和氧化还原引发剂共同组成复合引发体系，通过水溶液聚合引发AM 和DMC 反应，成功制得了特性粘度10.59dL/g，溶解时间20min 的阳离子型聚丙烯酰胺。
将AM，DMDAAC和丙烯酸丁酯（BA）作为反应单体，通过自由基聚合制备得到了一种疏水缔合型的阳离子聚(丙烯酰胺-co-二甲基二烯丙基氯化铵-co-丙烯酸丁酯) [P(AM-DMDAAC-BA)]，核磁共振氢谱表征结果证明合成的为疏水缔合阳离子共聚物，热重分析(TG)结果表明该共聚物具有良好的热稳定性。
以AM和DMC为共聚单体，以氧化还原引发剂( NH4) 2S2O8/ NaHSO3和偶氮类引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)组成复合引发体系，通过水溶液聚合法制备CPAM，系统探究了反应条件对聚合产物的影响，得到制备较高分子量CPAM 的最佳工艺参数为单体总质量分数35%，氧化还原引发剂用量0.06%，偶氮引发剂用量0.09%，尿素用量1.5%，EDTA-2Na用量1.5%。
聚丙烯酰胺合成工艺.docx
聚丙烯酰胺聚合工艺（ 1）理论基础丙烯酰胺在自由基引发剂作用下经自由基聚合反应合成聚丙烯酰胺：O引发剂HH2C C C NH 2CH 2CH nC ONH 2丙烯酰胺在醇或吡啶溶液中，经强碱催化剂如烷氧钠的作用下，经阴离子聚合反应则生成聚β－丙酰胺。
O碱H2 C C C NH2CH2 CH2 CONHH阴离子聚合反应n工业生产中采用自由基聚合反应以生产聚丙烯酰胺，所用的自由基引发剂或引发剂来源种类甚多，包括过氧化物、过硫酸盐、氧化－还原体系、偶氮化合物、超声波、紫外线、离子气体、等离子体、高能辐射等。
工业生产中采用的聚合方法，主要是溶液聚合法和反相乳液聚合法，以前者应用最为广泛。
此外也有采用γ－射线辐照引发固相聚合的报道。
丙烯酰胺水溶液聚合为聚丙烯酰胺水溶液时，聚合热为 kJ/mol 。
相对来说放出的热量甚大，因此水溶液聚合法中如何及时导出聚合热成为生产中的重要技术问题之一。
其次一个问题是如何降低残余单体含量。
因为丙烯酰胺单体毒性甚大，为了减少其危害性，特别是用于水质处理时对残余单体的含量要求低于%。
第三个问题是如何将聚合反应得到的高粘度流体或凝胶转变为固体物，即干燥脱水问题。
第四个问题是如何自由控制产品分子量。
丙烯酰胺于 25 o C, pH=1 时链增长速率常数k p与链终止速率常数k t分别为（±）×104和（±）× 106 Lmol-1 s-1，与动力学链长成正比的 k p/ k t1/2 =±，此数值甚高，所以不存在链转移时，聚丙烯酰胺可获得平均分子量超过2×107的产品。
丙烯酰胺在水溶液中进行自由基聚合时，可能产生交联生成不溶解的聚合物，当聚合反应温度过高时，此现象更为严重。
理论解释认为歧化终止生成的聚合物端基具有双键，参与聚合反应或发生向聚合物进行链转移所致。
此外引发剂过硫酸盐与聚丙烯酰胺加热时也会导致生成凝胶。
有人研究了工业产品聚丙烯酰胺的含氮量，发现含氮量低于理论值，认为这是由于分子内脱 NH3生成酰亚胺基团所致。
聚丙烯酰胺生产工艺
聚丙烯酰胺生产工艺首先，聚丙烯酰胺的生产需要合成单体丙烯酰胺。
丙烯酰胺是一种重要的有机化学原料，在石油化工行业有广泛应用。
丙烯酰胺的合成通常采用蒸馏法，首先将合成氨和丙烯腈混合，然后通过催化剂加热反应，生成丙烯酰胺。
该反应过程需要一定的压力和温度控制，以提高反应速度和产率。
接下来，通过聚合反应将丙烯酰胺单体转化为聚丙烯酰胺高分子聚合物。
聚合反应可以采用自由基聚合或离子聚合两种方式。
在自由基聚合中，通常采用过硫酸铵或过硫酸钾等自由基引发剂，在适当的温度和pH值条件下进行反应。
离子聚合通常使用离子引发剂，在适当的催化剂存在下进行聚合反应。
聚合反应需要进行适当的控制，以控制聚合度、分子量分布和聚合物的性质。
聚合反应完成后，需要对聚丙烯酰胺进行后处理。
主要包括干燥、粉碎、筛分等工艺。
干燥工艺可以采用烘箱或真空干燥器，将聚合物中的水分去除。
粉碎和筛分可以将聚合物固化成颗粒状物料，方便后续的包装、贮存和使用。
最后，对聚丙烯酰胺产品进行质量检验和包装。
质量检验包括分子量测定、固体含量测定、离子杂质测定等项目。
包装可以采用塑料袋、桶或纸箱等方式，以保证产品的质量和安全性。
需要注意的是，聚丙烯酰胺的生产过程中需要考虑环境保护和安全生产。
在选择催化剂和溶剂时，应尽量选择环境友好、无毒、无污染的物质。
工艺过程中应加强安全管理，防止事故和污染的发生。
总结而言，聚丙烯酰胺的生产工艺包括丙烯酰胺单体合成、聚合反应、后处理和质量检验。
通过合理的工艺控制和质量监控，可以获得高质量的聚丙烯酰胺产品，满足各个应用领域的需求。
聚丙烯酰胺混凝剂的合成和混凝应用的研究
聚丙烯酰胺混凝剂的合成和混凝应用的研究一、1.1 聚丙烯酰胺混凝剂的合成原理聚丙烯酰胺混凝剂是一种常用的水处理药剂，其主要成分是聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺的合成原理是将丙烯酰胺和丙烯酸通过酰胺化反应生成丙烯酰胺丙烯酸共聚物，再通过水解反应得到聚丙烯酰胺。
在这个过程中，需要控制反应条件，如温度、压力、催化剂等，以获得所需的聚丙烯酰胺产品。
二、1.2 聚丙烯酰胺混凝剂的制备方法目前，聚丙烯酰胺混凝剂的制备方法主要有以下几种：1. 通过自由基聚合法合成。
2. 通过开环聚合法合成。
3. 通过内酰胺化法合成。
4. 通过酰胺化法合成。
其中，自由基聚合法是目前最为常用的一种方法，其优点是反应速度快、产率高、产物结构单一。
而开环聚合法则适用于生产低分子量的聚丙烯酰胺混凝剂，但由于产物结构复杂，难以进行纯化处理。
内酰胺化法则是将丙烯酰胺和丙烯酸通过酰胺化反应生成具有亲水性的内酰胺聚合物，再通过水解反应得到聚丙烯酰胺混凝剂。
酰胺化法则适用于生产高分子量的聚丙烯酰胺混凝剂，但反应过程较为复杂。
三、2.1 聚丙烯酰胺混凝剂的应用领域聚丙烯酰胺混凝剂广泛应用于水处理、废水处理、城市污水处理等领域。
在水处理过程中，聚丙烯酰胺混凝剂可以有效地去除水中的悬浮物、胶体物质和溶解性有机物等污染物，提高水质。
聚丙烯酰胺混凝剂还可以用于调节污水的pH值、促进沉降和絮凝等过程。
四、2.2 聚丙烯酰胺混凝剂的性能特点1. 高效性：聚丙烯酰胺混凝剂能够迅速形成较大的絮凝颗粒，从而有效地去除水中的悬浮物和胶体物质。
2. 稳定性好：聚丙烯酰胺混凝剂在水中不易分解，能够保持较长时间的稳定性。
3. 适应性强：聚丙烯酰胺混凝剂对不同类型的水质具有良好的适应性。
4. 用量少：与传统的水处理药剂相比，聚丙烯酰胺混凝剂的用量较少，降低了处理成本。
五、2.3 聚丙烯酰胺混凝剂的应用效果通过实际应用表明，使用聚丙烯酰胺混凝剂可以有效地提高水处理的效果。
例如，在工业废水处理中，使用聚丙烯酰胺混凝剂可以大幅度降低废水中的COD、BOD等指标；在城市污水处理中，使用聚丙烯酰胺混凝剂可以显著提高出水水质。
聚丙烯酰胺合成方法
聚丙烯酰胺合成工艺（1）A原理：丙烯酰胺在自由基引发剂作用下经自由基聚合反应合成聚丙烯酰胺：C H ONH2H2C 引发剂CH2HCC ONH2n丙烯酰胺在醇或吡啶溶液中，经强碱催化剂如烷氧钠的作用下，经阴离子聚合反应则生成聚β－丙酰胺。
C H ONH2H2C碱阴离子聚合反应CH2CH2CONHn工业生产中采用自由基聚合反应以生产聚丙烯酰胺，所用的自由基引发剂或引发剂来源种类甚多，包括过氧化物、过硫酸盐、氧化－还原体系、偶氮化合物、超声波、紫外线、离子气体、等离子体、高能辐射等。
工业生产中采用的聚合方法，主要是溶液聚合法和反相乳液聚合法，以前者应用最为广泛。
此外也有采用γ－射线辐照引发固相聚合的报道。
B.丙烯酰胺水溶液聚合存在的问题：①聚合热为82.8 kJ/mol，相对来说放出的热量甚大，因此水溶液聚合法中如何及时导出聚合热成为生产中的重要技术问题之一。
②是如何降低残余单体含量。
因为丙烯酰胺单体毒性甚大，为了减少其危害性，特别是用于水质处理时对残余单体的含量要求低于0.1%。
③是如何将聚合反应得到的高粘度流体或凝胶转变为固体物，即干燥脱水问题。
④是如何自由控制产品分子量。
丙烯酰胺于25 o C, pH=1时链增长速率常数k p与链终止速率常数k t分别为（1.72±0.3）×104和（16.3±0.7）×106Lmol-1s-1，与动力学链长成正比的k p/k t1/2=4.2±0.2，此数值甚高，所以不存在链转移时，聚丙烯酰胺可获得平均分子量超过2×107的产品。
丙烯酰胺在水溶液中进行自由基聚合时，可能产生交联生成不溶解的聚合物，当聚合反应温度过高时，此现象更为严重。
理论解释认为歧化终止生成的聚合物端基具有双键，参与聚合反应或发生向聚合物进行链转移所致。
此外引发剂过硫酸盐与聚丙烯酰胺加热时也会导致生成凝胶。
有人研究了工业产品聚丙烯酰胺的含氮量，发现含氮量低于理论值，认为这是由于分子内脱NH 3生成酰亚胺基团所致。
聚丙烯酰胺合成方法
聚丙烯酰胺合成方法
聚丙烯酰胺合成可以采用原料单体直接聚合或间接聚合的方式。
其中，直接聚合方法包括聚合物溶液聚合、水相聚合、乳液聚合等；间接聚合方法包括离子聚合和辐射聚合。
其中，水相聚合方法是目前应用最广泛的一种方法，其合成步骤包括以下几个部分：
1. 将丙烯酰胺、交联剂等原料按照一定比例混合，并加入适量的过氧化氢等引发剂；
2. 将混合物加入水中，搅拌均匀，加热至反应温度并保持一段时间；
3. 水解淀粉等复合助剂可以在上述步骤中加入，用于调节聚合反应的速度和粘度，或改善聚合物的物理性质；
4. 完成反应后，将聚合物用水洗涤、脱水、干燥等处理步骤，得到最终的聚丙烯酰胺产品。
值得注意的是，聚丙烯酰胺合成过程中应严格控制反应条件，如温度、pH 值等，以获得高质量的产品。
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（1）A原理：丙烯酰胺在自由基引发剂作用下经自由基聚合反应合成聚丙烯酰胺：
C H O
NH2
H2C 引发剂
CH2
H
C
C O
NH2
n
丙烯酰胺在醇或吡啶溶液中，经强碱催化剂如烷氧钠的作用下，经阴离子聚合反应则生成聚β－丙酰胺。
C H O
NH2
H2C
碱
阴离子聚合反应
CH2
CH2CONH
n
工业生产中采用自由基聚合反应以生产聚丙烯酰胺，所用的自由基引发剂或引发剂来源种类甚多，包括过氧化物、过硫酸盐、氧化－还原体系、偶氮化合物、超声波、紫外线、离子气体、等离子体、高能辐射等。
工业生产中采用的聚合方法，主要是溶液聚合法和反相乳液聚合法，以前者应用最为广泛。
此外也有采用γ－射线辐照引发固相聚合的报道。
B.丙烯酰胺水溶液聚合存在的问题：①聚合热为 kJ/mol，相对来说放出的热量甚大，因此水溶液聚合法中如何及时导出聚合热成为生产中的重要技术问题之一。
②是如何降低残余单体含量。
因为丙烯酰胺单体毒性甚大，为了减少其危害性，特别是用于水质处理时对残余单体的含量要求低于%。
③是如何将聚合反应得到的高粘度流体或凝胶转变为固体物，即干燥脱水问题。
④是如何自由控制产品分子量。
丙烯酰胺于25 o C, pH=1时链增长速率常数k p与链终止速率常数k t分别为（±）×104和（±）×106Lmol-1s-1，与动力学链长成正比的k p/k t1/2=±，此数值甚高，所以不存在链转移时，聚丙烯酰胺可获得平均分子量超过2×107的产品。
丙烯酰胺在水溶液中进行自由基聚合时，可能产生交联生成不溶解的聚合物，当
聚合反应温度过高时，此现象更为严重。
理论解释认为歧化终止生成的聚合物端基具有双键，参与聚合反应或发生向聚合物进行链转移所致。
此外引发剂过硫酸盐与聚丙烯酰胺加热时也会导致生成凝胶。
有人研究了工业产品聚丙烯酰胺的含氮量，发现含氮量低于理论值，认为这是由于分子内脱NH 3生成酰亚胺基团所致。
C C NH 2NH 2
O
O C
C
O
O
H
NH 3
高纯度丙烯酰胺易聚合为超高分子量的聚丙烯酰胺，为了生产要求的分子量范围，须加有链转移剂，链转移常数如表所示。
由上面的表可知低于50 o C 条件下，向聚合物和水的链转移常数非常小，而向引发剂链转移则比较明显，也易于向醇链转移，特别是向异丙醇链转移，因此工业
上多采用异丙醇为链转移剂以控制产品分子量。
水溶液中微量金属离子如Fe3+、Cu2+可加速氧化－还原引发体系的反应速度，但
过多则产生不良影响。
由于聚丙烯酰胺增长链自由基向金属离子如铁盐转移一个
电子而发生链终止反应。
（2）工业生产方法有以下几种。
①水溶液聚合方法。
丙烯酰胺水溶液聚合法是工业生产中采用的主要方法。
配
方中单体溶液须经离子交换提纯。
反应介质水应为去离子水，引发剂：多采用过
硫酸盐与亚硫酸盐组成的氧化－还原引发体系，以降低反应引发温度。
此外需加
有链转移剂，常用的为异丙醇。
为了消除可能存在的金属离子的影响，必要时加
入螯合剂乙二胺四乙酸（EDTA）。
为了易于控制反应温度，单体浓度通常低于
25％。
由于丙烯酰胺聚合反应热高达 kJ/mol，聚合热必须及时导出，如果单体浓度为
25%~30%即使在10o C引发聚合，如果聚合热不导出，则溶液温度会自动上升到100
o C，将生成大量不溶物。
因此导热问题成为生产中的关键问题之一。
生产低分子量产品时刻在釜式反应器中间歇操作或数釜串联连续生产，夹套冷却
保持反应温度20～25 o C。
转化率达95％～99％为止。
生产高分子量产品时，由
于产品为冻胶状，不能进行搅拌，为了及时导出反应热，工业上采用在反应釜中
将配方中的物料混合均匀后，立即送入聚乙烯小袋中。
将装有反应物料的聚乙烯
装置水槽中冷却反应。
须注意的是由于空气中的氧有明显的阻聚作用，配制与加
料必须在N
气氛中进行。
使用过硫酸盐－亚硫酸盐引发剂体系时，通常引发开2
始温度为40 o C，如果要求生产超高分子量产品时引发温度应低于20 o C。
由于单体不挥发，反应后不能除去，所以未反应单体将残存于聚丙烯酰胺。
延长
反应时间，提高反应温度虽可降低残余单体量，但生产能力降低而且不溶物含量会增加。
为了降低残余单体量有的工厂采用复合引发体系，由氧化－还原引发剂与水溶性偶氮引发剂组成。
低温条件下由氧化－还原引发剂发挥作用，后期当反应物料温度升高后，使偶氮引发剂分解进一步发挥作用，此法生产的聚丙烯酰胺残余单体含量可低至%（气相色谱法测定）。
水溶性偶氮引发剂为4，4′-偶氮双-4-氰基戊酸，2，2′-偶氮双-4-甲基丁氰硫酸钠以及2，2′-偶氮双-2－脒基戊烷二盐酸盐等。
测定残余丙烯酰胺的方法工业上主要用溴化法；但其灵敏度差，对于极微量单体可用火焰离子谱或高效液相色谱进行测定。
为了生产含有少量羧基的聚丙烯酰胺，刻在聚合配方中加入适量碳酸钠，使少量的酰胺基团水解为羧基并可减少生成不溶物。
按上述方法合成的聚丙烯酰胺为高粘度流体或凝胶状不流动物。
可以直接作为商品，供应距生产工厂较近的使用单位。
长途运输时，则应进行干燥，生产粉状固体。
胶体物进行干燥的方法可用捏和干燥法，但此法能耗大，并且产品降解严重。
生产规模较小时可采用挤出机造粒后，烘房内烘干的方法，再经粉碎的粉状产品。
产量大而且较先进的方法是经挤出机造粒后，送入转鼓式干燥器，干燥后粉碎得粉状商品。
②反相乳液聚合法。
丙烯酰胺单体配制成浓度为30％～60％的水溶液作为分
散相，其中加有少量的二乙胺四乙酸和Na
2SO
4
以及氧化－还原引发剂和适量水溶
性表面活性剂，其HLB值应较低。
用芳烃或饱和脂肪烃作为连续相，其中加有油
溶性表面活性剂，其HLB值应较高，如脱水山梨醇油酸酯。
Na
2SO
4
具有防止胶乳
粒子粘结的作用。
分散相与连续相的比例通常为3:7。
聚合所得分散相胶乳粒子
直径为~10μm，与表面活性剂用量有关。
反应温度一般为40 o C，6 h转化率可达98％。
此法的优点是反应热易导出，物料体系粘度低，便于操作，产品可不经干燥直接应用。
缺点是使用有机溶剂，易燃、有效生产能力低于溶液聚合法。
（3）应用
聚丙烯酰胺是工业最为重要的合成的水溶性聚合物，用途甚为广泛。
主要用于造纸工业、水质处理、采矿工业、石油回收与开采、纺织工业、涂料工业、食品工业等。