聚丙烯酰胺簡(jiǎn)稱(chēng)PAM。通常是丙烯酰胺單體頭尾鍵接結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，在常溫下為堅(jiān)硬的玻璃態(tài)固體。由于制法不同，產(chǎn)品有白色粉末、半透明珠粒和片狀等。密度1.302g/cm3 (23℃)，玻璃化溫度153℃，軟化溫度210℃。 具有良好的熱穩(wěn)定性。溶于水，水溶液呈清澈透明狀，其粘度隨聚合物分子量的增加明顯變粘，并與聚合物的濃度變化呈對(duì)數(shù)增減關(guān)系。除乙酸、丙烯酸、氯乙酸、乙二醇、甘油和甲酰胺等少數(shù)溶劑外，一般不溶于有機(jī)溶劑。
由丙烯酰胺單體自由基聚合而成，可采用溶液聚合、反相乳液聚合、懸浮聚合和固態(tài)聚合幾種方法。要求產(chǎn)品的分子量可控、水易溶解和殘余單體少。
聚丙烯酰胺是水溶性聚合物中應(yīng)用最為廣泛的品種之一，其分子主鏈上帶有大量側(cè)基酰胺基。酰胺基的化學(xué)活性很大，可以和多種化合物生成一系列衍生物。聚丙烯酰胺具有絮凝、增稠、減阻、粘接、穩(wěn)定膠體、成膜和阻垢等多種功能，廣泛地用于造紙、采礦、洗煤、冶金、石油開(kāi)采等工業(yè)部門(mén)，是水處理的重要化學(xué)品。

圖1為丙烯酰胺單體聚合生成聚丙烯酰胺的化學(xué)反應(yīng)路線圖。
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聚丙烯酰胺對(duì)熱比較穩(wěn)定，它的固體在220～230℃才軟化，它的水溶液在110℃以后才明顯發(fā)生降解。聚丙烯酰胺不溶于苯、甲苯、二甲苯、汽油、煤油、柴油，但溶于水。聚丙烯酰胺與堿反應(yīng)，產(chǎn)生部分水解聚丙烯酰胺，在強(qiáng)酸性(pH≤2.5)下產(chǎn)生亞胺化反應(yīng)，減少它在水中溶解度。能為醛(如甲醛)及高價(jià)金屬(如鋁、鉻、鋯等)的多核羥橋絡(luò)離子所交聯(lián)，并易為機(jī)械和(或)氧的作用所降解。在采油中，主要用作驅(qū)油劑、堵水劑、調(diào)剖劑、增粘劑、降阻劑、水處理劑等。

在水中的溶解度：在機(jī)械快速攪拌下，易溶于冷水中而形成透明的膠粘溶液。提高溫度并不影響其溶解度，僅在溶液濃度增至高粘度時(shí)，其溶解才會(huì)受到限制。
其他溶劑中的溶解性：在甘油、乙二醇、甲醛、冰醋酸和乳酸(這些物質(zhì)可用作聚丙烯酰胺復(fù)膜的增塑劑)等溶劑中，有1%以上的溶解度。在丙酸、丙二醇等溶劑中僅能膨潤(rùn)而不溶解，不能溶于丙酮和己烷等溶劑中。
穩(wěn)定度：有中等程度的吸濕性，若不暴露在極高溫度的地點(diǎn)則粉末狀的聚丙烯酰胺可長(zhǎng)期貯存。對(duì)于液體聚丙烯酰胺，當(dāng)其濃度大于17%時(shí)，可貯存一年以上，而溶液粘度并無(wú)顯著變化。在pH值3～9范圍內(nèi)，能維持有良好的穩(wěn)定度；在較高pH值時(shí)，則粘度會(huì)有逐漸增加。
混容性：在通常使用的濃度下，可與大多數(shù)天然或合成水溶性樹(shù)脂、大多數(shù)膠乳系統(tǒng)和大多數(shù)鹽類(lèi)具有混容性。還可與非離子型、陽(yáng)離子型和陰離子型表面活性劑迅速混容，但某些表面活性劑可能影響其粘度。
粘度：聚丙烯酰胺溶液的粘度與其分子量呈線性關(guān)系，另外，溫度越高，則粘度越低。
特性粘度：分子量增長(zhǎng)，則其特性粘度增大。
離子性：長(zhǎng)鏈上帶有羧基就是陰離子型，帶有胺基就是陽(yáng)離子型。由于聚丙烯酰胺的長(zhǎng)鏈上有羧基或胺基，則遇到鋁離子就易于絮凝。
留著性：聚丙烯酰胺與皂型松香膠的留著趨勢(shì)是一致的，但前者的留著率高。
毒性：聚丙烯酰胺本身沒(méi)有毒性，但其中如含有尚未聚合的單體(有雙鍵)對(duì)人體就有毒性。為此在生產(chǎn)制備終了時(shí)，應(yīng)添加一定量的碳酸氫鈉以去掉剩余的單體。

聚丙烯酰胺無(wú)毒，分子量高，水溶性強(qiáng)，可以引進(jìn)各種離子基團(tuán)并調(diào)節(jié)分子量以得到特定的性能，對(duì)許多固體表面和溶解物質(zhì)有良好的粘附力， 能和分散于溶液中的懸浮粒子吸著和架橋，使懸浮粒子絮凝，便于過(guò)濾和分離。
陰離子聚丙烯酰胺在造紙業(yè)中用作漿內(nèi)添加劑，具有較好的助留助濾作用。分子量大于350萬(wàn)時(shí)對(duì)長(zhǎng)纖維紙漿的 分散有特別好的效果。此外還可用作水處理劑。 石油工業(yè)中用作油田泥漿處理劑，增稠劑，助沉 劑等。煤炭工業(yè)中用作洗煤添加劑。
陰離子聚丙烯酰胺通常有兩種制備方法，一種是共聚法，即由丙烯酰胺與丙烯酸或丙烯酸鈉水溶液共聚制備；一種是化學(xué)轉(zhuǎn)化法，即由聚丙烯酰胺部分堿性水解，或由聚丙烯腈堿性水解制備。下面介紹共聚法，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于控制。具體方法是將濃度為20%丙烯酰胺和丙烯酸鈉水溶液按一定比例混合。這種混合單體200份中加入1份1%的EDTA溶液，然后將其加入460份去 離子水中，在不斷通氮?dú)鈼l件下加入5%的過(guò)硫酸銨和亞硫酸氫鈉溶液各2～3份，在40～50℃攪拌3～4小時(shí)即成。

圖2為制備陰離子聚丙烯酰胺的化學(xué)反應(yīng)路線圖
陽(yáng)離子聚丙烯酰胺具陽(yáng)離子性，故對(duì)陰離子性物質(zhì)如纖維素等有強(qiáng)烈絮凝、吸附作用。造紙業(yè)中作為助留劑，能增加填料和細(xì)小纖維留著率；作為助濾劑，可使?jié){料絮凝，加速濕紙層在紙機(jī)網(wǎng)部的濾；作為中性施膠沉淀劑，能代替部分明礬，使松香膠在較高的pH值條件下沉淀和吸附在纖維間。也可加速白水中的纖維的沉降和紙漿廢水中懸浮物的 絮凝，可用于紙廠的廢水處理。
制備方法：丙烯酰胺水溶液聚合法是制備聚丙烯酰胺的常用方法。按引發(fā)方式有熱引發(fā)和氧化-還原引發(fā) 等不同方法。采用過(guò)硫酸鹽熱引發(fā)所得聚合物分子量一般較小，約為20～100萬(wàn)。而用氧化-還原 引發(fā)所得聚合物分子量較高，可達(dá)300～400萬(wàn)左右。作為造紙業(yè)使用的助留助濾劑的聚丙烯酰胺分子量較大為好。下面介紹的為氧化-還原引發(fā)聚 合。所得聚合物，在堿性條件下，以次氯酸鈉溶液進(jìn)行酰胺的霍夫曼降解反應(yīng)。得到游離氨基含 量約1%的丙烯酰胺-氨基乙烯共聚物。
最后以鹽酸中和并調(diào)pH值到5.5～6。所得產(chǎn)物具有陽(yáng)離子性，是一種應(yīng)用性能較好，成本低廉的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。

聚丙烯酰胺PAM具備高分子材料化學(xué)物質(zhì)的水溶及其其碳鏈上開(kāi)朗的酰基，普遍應(yīng)用于印染、造紙工業(yè)、選礦廠、選煤、油田、冶金工業(yè)、裝飾建材、廢水處理等領(lǐng)域。聚丙烯酰胺做為潤(rùn)滑液、粒劑、粘土穩(wěn)定劑、驅(qū)除油劑、降失水劑和增粘劑，在鉆探、堿化、壓裂、堵水、固井及二次油田、三次采油中獲得了廣泛運(yùn)用,是一種極其重要的油氣田化工品。

1、用于污泥處理，依據(jù)淤泥特性可采用相對(duì)應(yīng)的PAM型號(hào)規(guī)格，可合理在淤泥進(jìn)到壓濾機(jī)以前開(kāi)展污泥處理，脫干時(shí)，造成絮團(tuán)大，不粘壓濾機(jī)濾布，壓濾機(jī)時(shí)經(jīng)久不散，流泥餅偏厚，脫干率號(hào)，濾餅含水量在80%下列。

2、用于生活污水處理，化工廢水，有機(jī)化學(xué)污水的解決，如印染領(lǐng)域、造紙業(yè)、乙醇領(lǐng)域、電鍍工藝領(lǐng)域、制藥廠、酒廠、煉鐵廠、煙廠、藥業(yè)公司、食品加工廠這些。

3、用于造紙行業(yè)，一是提高填充料、色漿等留存率。以減少原料的外流和對(duì)自然環(huán)境的環(huán)境污染；二是提高打印紙張的抗壓強(qiáng)度（包含干抗壓強(qiáng)度和濕抗壓強(qiáng)度），此外，應(yīng)用聚丙烯酰胺PAM還能夠提高紙抗撕性和多孔結(jié)構(gòu)，以改變視覺(jué)效果和包裝印刷性能，還用于食品類(lèi)及荼葉包裝袋中。

4、用于石化工業(yè)，油田、鉆井液、廢淤泥處理、避免水竄、減少摩擦阻力、提高采出程度、三次采油獲得普遍應(yīng)用。

5、用于紡織品退漿劑，漿體性能平穩(wěn)、落漿少、紡織物斷頭率低、尼龍布料光滑。

6、用于日用化工廠，在補(bǔ)水面膜里常與月桂醇甲基丙烯酸酯-7和C13-14異鏈乙烷組成一種保濕乳液狀增稠、乳狀液和增稠劑。

7、別的行業(yè)，用于精飼料蛋白質(zhì)的回收利用、品質(zhì)平穩(wěn)、性能好，回收利用的蛋白質(zhì)粉對(duì)雞的存活率提高和體重增加、下蛋無(wú)負(fù)面影響。防腐蝕涂料建筑涂料，土建工程注漿原材料堵水，建材工業(yè)、提高混凝土品質(zhì)、建筑行業(yè)膠黏劑，填縫修補(bǔ)及堵液劑，土地改良、電鍍工藝工業(yè)生產(chǎn)、印染廠工業(yè)生產(chǎn)等。

分子量是指分子中分子鏈的長(zhǎng)度，聚丙烯酰胺的分子量在500-1800萬(wàn)之間，一般來(lái)說(shuō)，分子量越高的聚丙烯酰胺產(chǎn)品，粘度也就越大，不過(guò)，在使用的時(shí)候，并不是分子量越高的產(chǎn)品，使用效果就越好，具體在使用中，要根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用行業(yè)、水質(zhì)、處理設(shè)備等條件，來(lái)決定合適的分子量。

聚丙烯酰胺為高分子助凝劑，產(chǎn)品按其平均分子量可分為低分子量(<100萬(wàn))、中分子量(200-400萬(wàn))和高分子量(>700萬(wàn))三類(lèi)。

應(yīng)用在污水處理中，分子量由幾百萬(wàn)至幾千萬(wàn)的高分子水溶性有機(jī)聚合物。國(guó)內(nèi)的高分子聚丙烯酰胺有：非離子聚丙烯酰胺(簡(jiǎn)寫(xiě)NPAM，分子量800-1500萬(wàn))、陰離子聚丙烯酰胺(簡(jiǎn)寫(xiě)APAM，分子量800-2000萬(wàn))、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(簡(jiǎn)寫(xiě)CPAM，分子量800-1200萬(wàn)，離子度10%-80%)。

如果單純做助凝劑使用的時(shí)候，一般分子量越高的話，絮團(tuán)越緊密，用藥越省，但陰離子聚丙烯酰胺的分子量建議不超過(guò)2000萬(wàn)。

如果在污泥脫水方面。使用帶式壓濾機(jī)，一般分子量就不能過(guò)高，如果分子量很高就可能導(dǎo)致濾布堵塞，影響脫水效果；再比如您使用離心式壓濾機(jī)，分子量要求就要高一點(diǎn)，因?yàn)殡x心式壓濾機(jī)要求絮團(tuán)能夠盡量耐剪切，所以要選擇分子量相對(duì)較高的產(chǎn)品。

①水溶液聚合膠體聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)聚丙烯酰胺水溶液膠體的低濃度（8%～12%），或中濃度（20%～35%）聚合工藝過(guò)程是：離子交換精制丙烯酰胺單體水溶液，調(diào)節(jié)溶液溫度至20～50℃，吹N2氣20min以去除溶液中氧。加入過(guò)硫酸鉀-亞硫酸氫鈉引發(fā)劑溶液，引發(fā)聚合4～8h，得到聚丙烯酰胺水溶液膠體產(chǎn)品。

②水溶液聚合粉狀聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝 水溶液聚合粉狀聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝按單體濃度可分低濃度和高濃度聚合。

低濃度（約10%）水溶液聚合粉狀聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝是，將約10%的AM聚合得到的呈流涎到蒸汽加熱的轉(zhuǎn)鼓上形成薄片，隨著裝鼓慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，PAM被加熱干燥。干的PAM從滾筒上刮下后，經(jīng)粉碎得到粉狀產(chǎn)品。

中濃度（20%～30%）水溶液合粉狀聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝過(guò)程由中濃度（20%～30%）AM水溶液聚合、造粒、干燥三部分組成。該聚合工藝又有片狀（傳送帶）聚合和大塊（聚合釜）聚合之分。

a.片狀聚合工藝 濃度（含量）20%～30%的AM在絕熱聚合時(shí)放出的熱量可使體系溫度長(zhǎng)高60～90℃。由于PAM粘度很大，即使在聚合反應(yīng)初期也難進(jìn)行有效的機(jī)械攪拌，因此丙烯酰胺（AM）水溶液可以涂覆在凹型鋼板或傳輸鋼帶上進(jìn)行薄層聚合。帶速控制在當(dāng)聚合物達(dá)到終點(diǎn)時(shí)聚合完成。在原反應(yīng)溶液中加進(jìn)表面活性劑、異丙醇或甘油，或是在鋼帶上被覆含氟的高分子膜，就能保證聚合物不沾載體。這就使聚合反應(yīng)有可能在高單體濃度（20%～45%）和較寬的溫度范圍內(nèi)完成。丙烯酰胺聚合物從鋼帶上取下后，進(jìn)行破碎，干燥和包裝。

b.大塊聚合工藝 聚合物與環(huán)境不發(fā)生交換的聚合過(guò)程稱(chēng)絕熱聚合。濃度（含量）20%～35%的AM水溶液，在存在氧化還原體系條件下于5～20℃的溫度下引發(fā)。在此聚合過(guò)程中反應(yīng)塊的聚合溫度可以達(dá)到甚至超過(guò)100℃，聚合物將保持這個(gè)溫度達(dá)20h。聚合物凝膠用螺旋擠出機(jī)破碎，然后干燥。在破碎和干過(guò)程中，向聚合物加進(jìn)防粘劑和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑。將高分子凝膠破碎成0.2～5mm大小的顆粒，若在顆粒表面涂覆用水稍加浸濕的物料，就可制得易于貯存不會(huì)粘黏的聚合物凝膠，而不需要干燥。