聚丙烯酰胺
名称 聚丙烯酰胺 Polyacrylamide
别名 Polyacrylic Amide; PAM
分子式 (C3H5NO)N
结构式
相对分子质量 1×104—2×107
物化性质 本品是丙烯酰胺单体头-尾键接的线性聚合物，在常温下为坚硬的玻璃态固体，由于组成和合成方法不同，所得产品有胶液、胶乳和白色粉粒、半透明珠粒和薄片等。对于粉粒产品在制造时适量添加一些无机盐、尿素和表面活性剂等，能减弱聚丙烯酰胺大分子间的缔合，防止结团，有助溶解。
固体聚丙烯酰胺的密度(23℃)为1.302g/cm³，玻璃化温度153℃，软化温度210℃。
聚丙烯酰胺能以任意比例溶于水，水溶液均为透明的液体。分子量的大小对溶解度影响较小，但当溶液浓度高于10%时，对于高分子量的聚合物因分子间氢原子的键合作用，可呈现出类似凝胶状的结构。
聚丙烯酰胺水溶液的粘度随着聚合物分子量的增加而明显增高，并与浓度变化呈对数关系增减，温度对溶液的粘度也有影响，但不明显。高分子量聚丙烯酰胺溶液为假塑性流体，其粘度受剪切速率等因素的影响，当剪切速率增大到临界值时，由于大分子伸展，堆积密度降低粘度明显下降，此外，若长时间受高剪切力剪切，可引发大分子产生链段，而影响使用效果。
长期存放的聚丙烯酰胺水溶液，可因聚合物缓慢的降解而使溶液粘度下降，特别实在贮运条件较差时更为明显。为此，除了采取措施改善环境，如严格控制存放温度在50℃以下，防止直接暴晒。此外，可在溶液中添加少量的稳定剂如硫氰酸钠、硫脲、亚硝酸钠和非溶剂甲醇等，以使聚合物水溶液保持稳定。
合成方法 聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺单体聚合而成的。目前，聚合方法主要有反相悬浮聚合及乳液缩聚以及连续水溶液聚合等。丙烯酰胺的聚合属于自由基聚合反应，所用引发剂通常为过氧化物、过硫酸盐和偶氮化物等。
质量标准 水处理剂聚丙烯酰胺国家标准(GB 17514-1998)如下：
(1)外观 固体聚丙烯酰胺为白色或微黄色颗粒或粉末;胶体聚丙烯酰胺为无色或黄色透明胶体。
(2)相对分子质量 根据用户要求提供，与标称值的相对偏差不大于10%。
(3)水解度 与标称值的绝对偏差不大于2%。或根据用户要求提供。非离子型产品，水解度不大于5%。
(4)水处理剂聚丙烯酰胺还应符合表1-1的要求。
聚丙烯酰胺质量标准(GB17514-1998)
项目
指标
饮用水用
污水处理用
优等品
一等品
合格品
固含量（固体）/% ≥
90.0
90.0
87.0
丙烯酰胺单体含量/% ≤
0.05
0.10
0.20
溶解时间（阴离子型）/min ≤
60
90
120
溶解时间（非离子型）/min ≤
90
150
240
筛余物（1.00mm筛网）/% ≤
5
10
10
筛余物（180μm筛网）/% ≥
85
80
80
注：①胶体聚丙烯酰胺的土含量应不小于标称值；②用户对产品颗粒有特殊要求时，可另订协议。
检测方法
(1)相对分子质量，使用85g/L的 硝酸钠溶液将试样配置成溶稀液。用乌氏粘度计测定其极限黏度，按经验公式计算试样的相对分子质量。
(2)水解度，以甲基橙-靛蓝二磺酸为指示剂，用盐酸标准滴定液滴定。
(3)丙烯酰胺单体含量 用规定体积和浓度的甲醇-水溶液浸取聚丙烯酰胺至平衡，用气相色谱法测定浸取液中丙烯酰胺的峰面积，计算单体含量。
聚丙烯酰胺
用途
聚丙烯酰胺是最早开发出的有机高分子絮凝剂，由于其良好的絮凝以及助凝作用，在工而已给水处理以及污水处理中广泛应用。目前，其生产量占有机高分子絮凝剂的80%。我国在20世纪60年代初成功开发出聚丙烯酰胺，70年代开始应用于工业给水处理。由于商品聚丙烯酰胺含有少量有毒的未聚合的丙烯酰胺单体，我国规定饮用水处理丙烯酰胺的最高容许含量是0.01mg/L，使其在生活给水处理中限制了其应用，但在工而已水处理、造纸、采矿、洗煤、冶金和石油钻采等行业都有广泛的应用。
固体粉末产品在使用前需要配置呈水溶液，为防止溶解过程粉末结团出现“鱼眼”现象，可在溶解槽内先加入计算量一般的温水(不超过66℃)，在搅拌下将粉末缓慢地加入，再补足余量水，搅拌至完全溶解为止。也可使用专用设备如水喷射器，连续吸入粉末，制成储备溶液。
在操作的时候，液体产品的疏松最好用容积泵，以避免因离心泵产生的剪切作用使聚合物相对分子质量降低。水溶液浓度一般为0.1%-0.05%;或是先配成0.1%-0.2%，使用时再稀释成0.05%或降低，稀溶液宜随用随配，存放时间不宜超过5天，用时采用多点连续投加方法，以充分发挥聚合物的絮凝作用。
聚丙烯酰胺的投加量因作用和对象的不同而异。一般情况下，絮凝助凝用0.1-3mg/kg，絮凝剂用0.5-5mg/kg，过滤助剂用0.03-0.3mg/kg。污泥调理剂用0.1%-2%(绝干污泥)。
安全卫生与防护 本品低毒，在使用过程中应配有防护措施。在使用时应穿防滑鞋，以防滑倒。
包装与储运，本品以水溶液、胶乳和粉末形式供应。固体粉末装于衬有防潮聚乙烯袋或内衬聚乙烯层的铁桶内，净重25-100kg，由于固体粉末吸湿性很强，必须包扎严密，防止在高湿环境中暴露，在普通环境中其稳定性可持续二年。液体产品，以聚乙烯袋封装后置入木桶或铁桶，每桶净重25kg或55gal(1gal=4.55L)，贮存期限一般在3-6个月，使用前需要进行搅拌，存放温度不宜高于32℃和低于0℃。