定義和化學(xué)結(jié)構(gòu)

部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）是聚丙烯酰胺（PAM）的一種改性產(chǎn)物。聚丙烯酰胺分子鏈主要由丙烯酰胺單體單元（-CH?CHCONH?-）組成，而部分水解聚丙烯酰胺是在聚丙烯酰胺的基礎(chǔ)上，部分酰胺基（-CONH?）發(fā)生水解反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為羧基（-COOH）。其分子結(jié)構(gòu)中同時包含未水解的酰胺基和水解產(chǎn)生的羧基，一般水解度在 1% - 70% 之間。例如，當(dāng)水解度為 30% 時，分子鏈上約 30% 的酰胺基被水解為羧基。

制備方法

堿水解法：這是較常見的制備方法。將聚丙烯酰胺溶解在水中，加入適量的堿（如氫氧化鈉，NaOH），在一定的溫度和反應(yīng)時間下進(jìn)行水解反應(yīng)。反應(yīng)式為：-CONH? + NaOH → -COONa + NH?↑。反應(yīng)過程中，酰胺基在堿的作用下發(fā)生水解，生成羧酸鈉（-COONa），同時放出氨氣（NH?）。通過控制堿的用量、反應(yīng)溫度和時間，可以調(diào)節(jié)水解度。一般反應(yīng)溫度在 40 - 90℃，反應(yīng)時間從幾小時到幾十小時不等，根據(jù)所需的水解度來確定。

共聚法：通過丙烯酰胺和丙烯酸（或丙烯酸鈉）共聚來制備部分水解聚丙烯酰胺。在聚合反應(yīng)過程中，按照一定的比例加入丙烯酰胺單體和丙烯酸（或丙烯酸鈉）單體，使它們在引發(fā)劑的作用下發(fā)生共聚反應(yīng)，生成含有酰胺基和羧基的聚合物。這種方法可以更地控制聚合物的水解度和分子結(jié)構(gòu)。

性能特點(diǎn)

溶解性：由于部分水解聚丙烯酰胺分子鏈上含有羧基，使其親水性增強(qiáng)，在水中的溶解性比未水解的聚丙烯酰胺更好。在常溫下，較低濃度的部分水解聚丙烯酰胺溶液能夠快速溶解，形成均勻透明的溶液，而且溶解過程中不易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。

溶液性質(zhì)：部分水解聚丙烯酰胺溶液具有較高的粘度。這是因?yàn)樗猱a(chǎn)生的羧基使分子鏈帶有負(fù)電荷，分子鏈之間存在靜電斥力，使分子鏈更加伸展，從而增加了溶液的內(nèi)摩擦力，導(dǎo)致粘度升高。并且，其溶液的粘度受電解質(zhì)濃度的影響較大。在低電解質(zhì)濃度下，由于靜電斥力的作用，分子鏈伸展程度高，粘度較大；隨著電解質(zhì)濃度的增加，電解質(zhì)離子會屏蔽分子鏈上的電荷，使分子鏈?zhǔn)湛s，溶液粘度降低。

絮凝性能：在水處理等領(lǐng)域用作絮凝劑時，部分水解聚丙烯酰胺的絮凝效果較好。其分子鏈上的羧基能夠與水中帶正電荷的懸浮顆粒發(fā)生吸附作用，通過電荷中和和吸附架橋的機(jī)制，使顆粒聚集形成絮體。與未水解的聚丙烯酰胺相比，部分水解聚丙烯酰胺對一些微小顆粒和膠體的絮凝能力更強(qiáng)，能夠有效降低水中的懸浮物和濁度。

應(yīng)用領(lǐng)域

石油開采：在石油開采的三次采油過程中，部分水解聚丙烯酰胺作為驅(qū)油劑得到廣泛應(yīng)用。它可以增加水相的粘度，降低水油流度比，提高驅(qū)油效率。通過在注入水中添加部分水解聚丙烯酰胺，使注入水能夠更均勻地在油層中推進(jìn)，將油滴從巖石孔隙中驅(qū)替出來，從而提高原油采收率。

水處理：在污水處理和飲用水處理中，部分水解聚丙烯酰胺用于絮凝沉淀。它可以處理各種類型的污水，如城市生活污水、工業(yè)廢水（包括印染廢水、造紙廢水等）。對于水中的懸浮顆粒、膠體和有機(jī)物等污染物，部分水解聚丙烯酰胺能夠有效地將它們絮凝去除，提高水質(zhì)。在飲用水處理中，作為助凝劑與其他水處理藥劑配合使用，有助于提高沉淀效果，確保飲用水的安全和清澈。

造紙工業(yè)：在造紙過程中，部分水解聚丙烯酰胺可作為助留助濾劑和紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。作為助留助濾劑，它能夠幫助保留紙張纖維和填料，提高紙張的強(qiáng)度和均勻性，同時加快水分從紙漿中的濾出速度。作為紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，它可以與紙張纖維形成氫鍵等相互作用，增強(qiáng)紙張的物理強(qiáng)度，如抗張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐破強(qiáng)度等.