聚丙烯酰胺（PAM）是一種線型水溶性高分子聚合物，由丙烯酰胺單體通過自由基聚合而成，具有優(yōu)異的絮凝性、增稠性、降阻性和粘合性，廣泛應用于水處理、石油開采、造紙、紡織、農(nóng)業(yè)等多個領域，被譽為“百業(yè)助劑”。

一、化學性質(zhì)與結構

分子式：純聚丙烯酰胺的分子式為(CH2?CHCONH2?)n?，聚合度可達10.000～90.000.分子量高達150萬～600萬。

物理狀態(tài)：白色粉末或顆粒，無毒，易溶于水，不溶于大多數(shù)有機溶劑(如苯、酯類、丙酮等)。

熱穩(wěn)定性：在100℃時穩(wěn)定，但加熱至150℃以上會分解出氮氣。

電荷特性：根據(jù)分子鏈上的電荷特性，可分為非離子型(NPAM)、陰離子型(APAM)、陽離子型(CPAM)和兩性離子型(ACPAM)，適用于不同pH值和離子強度的環(huán)境。

二、核心應用領域

1.水處理

絮凝沉淀：作為高效絮凝劑，用于生活污水、工業(yè)廢水(如礦山、冶金、食品加工廢水)的固液分離，降低懸浮物含量。

污泥脫水：陽離子型PAM可使污泥形成緊密絮團，提高脫水效率，減少污泥體積。

飲用水凈化：用于自來水廠的絮凝澄清，需嚴格控制殘留單體含量(符合飲用水標準)。

2.石油工業(yè)

鉆井液添加劑：作為增稠劑、降濾失劑，改善鉆井液流變性，穩(wěn)定井壁。

三次采油（EOR）：通過注入高分子量PAM溶液，提高油藏驅(qū)油效率，增加原油采收率5%～20%。

3.造紙工業(yè)

助留助濾劑：提高紙漿中纖維和填料的留著率，改善紙張勻度，降低原料損耗。

紙張增強劑：增加紙張強度(如抗張強度、耐折度)，并用于廢水處理以減少污染物排放。

4.紡織與印染

作為上漿劑、染色勻染劑，提高織物柔軟度和染色均勻性，同時用于印染廢水處理。

5.農(nóng)業(yè)

土壤改良劑：提高土壤保水能力，減少水土流失，促進植物生長。

6.其他領域

礦業(yè)：用于礦物加工中的浮選分離、尾礦濃縮脫水。

食品加工：作為食品添加劑(如增稠劑、穩(wěn)定劑)，需符合食品安全標準(如FDA認證)。

醫(yī)藥領域：用于制備凝膠，用于電泳分離蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子。

三、制備工藝

水溶液聚合法：工業(yè)生產(chǎn)中最常用的方法，通過過硫酸鹽與亞硫酸鹽組成的氧化-還原引發(fā)體系，在低溫下引發(fā)聚合，生產(chǎn)低分子量或高分子量產(chǎn)品。

反相乳液聚合法：將單體水溶液分散在油相中，通過乳化劑穩(wěn)定體系，生產(chǎn)高分子量產(chǎn)品，反應熱易導出，物料粘度低。

懸浮聚合法：單體水溶液以小液珠懸浮在有機溶劑中聚合，得到顆粒狀產(chǎn)品，使用方便。

四、發(fā)展趨勢

隨著環(huán)保要求的提高和技術進步，低毒、高效、可降解的PAM產(chǎn)品(如生物基聚丙烯酰胺)成為未來發(fā)展的重要方向。同時，通過分子設計開發(fā)具有特定功能的PAM衍生物，以滿足不同行業(yè)的需求，也是研究熱點之一。