聚丙烯酰胺（ Polyacrylamide，簡稱PAM）是一類重要的線型水溶性高分子聚合物，具有良好的絮凝、吸附、增稠、耐剪性、降阻及分散等性能，在石油、采礦、水處理和造紙等行業(yè)中用途廣泛，有“百業(yè)助劑”之稱。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，在水資源日益匱乏以及人們環(huán)保意識(shí)逐步提高的今天，聚丙烯酰胺優(yōu)良的水處理性能備受人們關(guān)注，成為近年來水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

聚丙烯酰胺的性能和作用

聚丙烯酰胺通過丙烯酰胺單體發(fā)生化學(xué)聚合反應(yīng)或丙烯酰胺與其他單體發(fā)生共聚反應(yīng)而獲得，凡分子中丙烯酰胺含量超過50%以上的聚合物在工業(yè)中都被泛稱為聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺分子中含有大量的酰胺基，容易形成氫鍵。因此，具有良好的水溶性和很高的化學(xué)活性。同時(shí)，酰胺基團(tuán)可發(fā)生各種典型的反應(yīng)，并通過這些反應(yīng)獲得多種功能性的衍生物。

聚丙烯酰胺的分子量具有很寬的調(diào)節(jié)范圍，其按分子量的大小不同可分為低、中、高和超高分子四種，不同分子量的聚丙烯酰胺具有不同的性能和用途。

聚丙烯酰胺的分類與絮凝能力

聚丙烯酰胺及其衍生物可根據(jù)所帶電荷的情況分成陰離子型、陽離子型、非離子型和兩性型四大類。不同類型的聚丙烯酰胺性質(zhì)不同，同一類型中不同聚丙烯酰胺性質(zhì)也不同。

聚丙烯酰胺發(fā)揮凝聚作用主要通過兩個(gè)方面進(jìn)行，一是通過氫鍵結(jié)合、范德華力以及靜電結(jié)合等作用對(duì)膠粒進(jìn)行吸附，二是通過線型高分子鏈條在溶液中的吸附架橋作用來吸附纏結(jié)許多細(xì)小顆粒。

影響聚丙烯酰胺絮凝能力的主要因素有：

聚丙烯酰胺自身的相對(duì)分子質(zhì)量、陽離子度與陰離子度的比例、離子化程度，溫度、pH等作用條件以及與聚丙烯酰胺共用的凝聚劑/助凝劑的性質(zhì)等。

陰離子型聚丙烯酰胺適用于粒子表面帶正電荷的水質(zhì)處理，陽離子型聚丙烯酰胺類絮凝劑主要絮凝表面帶負(fù)電荷的膠粒。非離子型聚丙烯酰胺因不帶離子型官能團(tuán)，故其絮凝能力受含鹽量和酸堿度的影響較陰離子型和陽離子型小。兩性型聚丙烯酰胺因同時(shí)含有陰離子和陽離子官能團(tuán)，所以較為特殊，二者的含量與分布對(duì)其絮凝助濾作用有較大的影響。

聚丙烯酰胺在水處理中的作用

1、與其他絮凝劑配合使用，可降低絮凝劑的使用量。在達(dá)到同等水質(zhì)的條件下，聚丙烯酰胺作為助凝劑與其他絮凝劑復(fù)配使用，可顯著降低絮凝劑的用量。

2、改善水質(zhì)。在飲用水處理與工業(yè)廢水處理中，聚丙烯酰胺作為助凝劑與其他凝聚劑共同使用時(shí)，可增強(qiáng)除濁和脫色效果，進(jìn)而達(dá)到改善出水水質(zhì)的目的。

3、提高絮體的沉降速度和絮體的強(qiáng)度。加入聚丙烯酰胺之后，絮體的沉降速度加快，且形成的絮體強(qiáng)度增高，有利于固液分離，因此被廣泛用于污泥的脫水。

4、循環(huán)冷卻系統(tǒng)的防垢與防腐。聚丙烯酰胺的加入可顯著降低無機(jī)絮凝劑的用量，從而減少了無機(jī)物質(zhì)在設(shè)備表面的沉積，進(jìn)而延緩設(shè)備的結(jié)垢與腐蝕進(jìn)度。

聚丙烯酰胺的毒性

對(duì)于哺乳類動(dòng)物、水生生物和農(nóng)田作物等來說，聚丙烯酰胺本身并沒有毒性，而且對(duì)環(huán)境影響也沒有很大的影響，更不存在燃燒、爆炸等方面的隱患。聚丙烯酰胺的毒性來自于聚合物中殘留的丙烯酰胺單體和生產(chǎn)過程中引入的有毒重金屬。丙烯酰胺是一種中等神經(jīng)毒性物質(zhì)，可損傷神經(jīng)系統(tǒng)，中毒后表現(xiàn)為肌無力、運(yùn)動(dòng)失調(diào)等。

聚丙烯酰胺在水處理中的應(yīng)用

聚丙烯酰胺及其衍生物的分子鏈上含有大量的的官能團(tuán)，具有良好的水溶性、絮凝能力和吸附架橋能力，同時(shí)具有分子量高、穩(wěn)定性好、應(yīng)用范圍廣、使用量少及產(chǎn)生的污泥少等特點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用各種類型污染水體的處理。且隨著污水污染程度和排放量的日益增加，對(duì)聚丙烯酰胺的需求量也越來越大。當(dāng)前，聚丙烯酰胺是世界范圍內(nèi)應(yīng)用較廣、效能較高的高分子有機(jī)合成水處理劑。