高粘聚丙烯酰胺（HPAM）凭借其独特的分子结构和理化特性，在解决猫砂粉尘污染与结团性能不足的痛点上展现出显著优势。通过材料改性、配方优化及工艺创新，可开发

出兼具低粉尘排放与高结团效率的新型猫砂。

一、HPAM 在猫砂中的核心功能定位

1. 高结团率的分子机制

快速水合交联：HPAM 分子链含大量酰胺基团，遇水后通过氢键作用迅速吸水膨胀，形成三维网状凝胶结构，将猫砂颗粒快速粘结成团；

粘性增强xiao应：高粘级 HPAM（分子量通常≥1500 万 Da）在低浓度下即可显著提高颗粒间的粘附力，减少结团所需时间与zui小用量；

弹性支撑作用：吸水后凝胶的弹性模量较高，使结团块具备抗破碎能力，避免铲屎时出现 “散团” 或 “碎渣”。

2. 低粉尘的物理屏障作用

颗粒表面包覆：HPAM 水溶液可作为粘结剂，在造粒过程中包裹砂粒表面，填充孔隙并减少棱角摩擦，从源头抑制粉尘产生；

静电吸附抑制：HPAM 的极性基团可中和颗粒表面静电，减少粉尘在空气中的悬浮与扩散；

团聚态稳定化：结团后的凝胶网络将细小颗粒牢牢固定，避免运输或使用过程中因振动导致的粉尘脱落。

二、低粉尘 + 高结团的创新解决方案

 生产工艺创新：精准控制粉尘与结团性能

1.湿法造粒技术：

将 HPAM 溶液与载体基质混合后造粒，通过喷雾干燥或流化床干燥形成表面光滑的球形颗粒，减少棱角缺陷（粉尘产生的主要来源）；

干燥温度控制在 60-80℃，避免 HPAM 高温降解，同时确保颗粒内部形成 “多孔 - 实心” 梯度结构（外层多孔快速吸水，内核实心增强强度）。

2.表面覆膜处理：

采用低浓度 HPAM 溶液（0.3%-0.5%）对成品颗粒进行喷雾覆膜，形成厚度 5-10μm 的弹性薄膜，进一步密封表面微裂纹，减少粉尘释放量（可使粉尘率＜0.3%，优于国标

 GB/T 34454-2017 要求的 1%）。

粒径分级筛选：

通过振动筛分将颗粒粒径控制在 1.5-3.0mm（传统猫砂多为 2-4mm），减小粒径分布范围，避免小颗粒因惯性冲击产生粉尘，同时确保均匀的吸水结团速率。

3. 功能性结构设计：动态平衡吸水与粘结

核 - 壳结构颗粒：

内核：高交联 HPAM 微球（交联剂用量 0.5%-1%），提供稳定的骨架支撑，防止结团过度软化；

外壳：未交联 HPAM 与膨润土复合层，快速吸水后形成粘性界面，促进颗粒间 “桥接” 粘结，使结团时间缩短到 15-30 秒（传统膨润土猫砂需 2-3 分钟）。

速溶粘结层：

在猫砂表面附着超薄 HPAM 涂层，遇液体后 3 秒内溶解并释放粘性，快速捕捉周边颗粒，形成 “连锁团聚” 效应，尤其适合多猫家庭的高频使用场景。

三、关键性能突破与技术优势

1. 高结团率的量化指标

结团强度：抗压强度≥15N/cm²（传统膨润土猫砂约 8-12N/cm²），铲屎时不易破碎，残留碎渣率＜5%；

结团效率：100ml 模拟尿液（0.9% NaCl 溶液）下，结团体积≤200cm³，且能在 1 分钟内完成紧实固化，减少尿液扩散导致的异味渗透；

耐水性：结团块在水中浸泡 30 分钟不溃散，便于集中处理，避免马桶堵塞风险。

2. 低粉尘的技术实现路径

原生粉尘控制：通过湿法造粒减少生产过程中的机械破碎，使初始粉尘率（粒径＜75μm）从传统工艺的 5%-8% 降到 1% 以下；

动态粉尘抑制：HPAM 的粘性薄膜在使用过程中持续吸附脱落的细微颗粒，配合真空包装运输，确保开封后粉尘释放量较传统猫砂减少 70% 以上；

呼吸an全性：经检ce，使用时空气中 PM2.5 浓度＜50μg/m³（传统膨润土猫砂可达 300μg/m³ 以上），满足宠物家庭对室内空气质量的要求。

四、技术挑战与优化策略

1. 粘性过剩导致的 “粘底” 问题

成因：HPAM 用量过高或交联度不足，导致吸水后凝胶与猫砂盆底部粘连；

解决方案：

加入 0.5%-1% 的疏水性改性剂（如甲基丙烯酸甲酯接枝 HPAM），减少凝胶与容器表面的粘附力；

采用 “上松xia紧” 的梯度配方，底部颗粒减少 HPAM 含量，增加沸石等多孔材料比例，形成隔离层。

2. 低温环境下的结团延chi

成因：低温（＜10℃）时 HPAM 分子运动减缓，水合速率下降；

解决方案：

复配 5%-10% 的尿素或丙二醇，减少溶液冰点，提高低温下的吸水活hua能；

优化 HPAM 水解度到 30%-35%，通过离子基团的水合作用加速低温吸水。

3. 成本与环保的平衡

成本控制：通过膨润土 / HPAM 复配（替代比例可达 30%-50%）、利用工业级 HPAM（而非高纯度医药级）减少原料成本；

环保升级：开发可生物降解的 HPAM 衍生物（如接枝聚乳酸片段），或与玉米淀粉、壳聚糖等天然高分子共混，制备全降解型猫砂。

高粘聚丙烯酰胺猫砂通过材料创新与工艺优化，突破了传统猫砂 “高粉尘 - 弱结团” 的瓶颈，实现了粉尘控制与结团性能的双重提高。随着宠物经济的持续增长与消费者对

品质的追求，该技术有望成为高端猫砂市场的主流解决方案，未来需进一步在成本优化、环境友好及智能化方向深化研发，推动行业向gao效、健康、可持续方向发展。