1 、化學結構

聚丙烯酰胺 (PAM) 是由丙烯酰胺 ( 單體 ) 引發聚合而成的水溶性鏈狀聚合物。它不溶于汽油、煤油、苯等有機溶劑。由于聚丙烯酰胺在水中不解離，所以它的鏈節在水中不帶離子，是一種非離子型聚合物。

由于聚丙烯酰胺鏈節上不帶電荷，分子在溶液中容易卷曲，其增粘能力較差。鏈節中的— CONH 2 基團又具有孤電子對，在地層中被孔隙表面吸附量較大。因此，它不是一種很好的流度控制劑。

聚丙烯酰胺 (PAM) 與堿反應即生成部分水解聚丙烯酰胺。

部分水解聚丙烯酰胺在水中發生解離，產生－ COO - 離子，使整個分子帶負電荷，所以部分水解聚丙烯酰胺為陰離子型聚合物。由于部分水解聚丙烯酰胺分子鏈上有－ COO - ，鏈節上有靜電斥力，在水中分子鏈較伸展，故增粘性好。它在帶負電的砂巖表面上吸附量較少，因此，是目前最適合于流度控制的聚合物。

2 、 HPAM  在水溶液中的分子形態

HPAM 分子是柔性鏈結構，在高分子化學中有的被稱為無規線團。實際上，水解聚丙烯酰胺不像黃原膠的螺旋結構那樣具有剛性結構。但像黃原膠一樣， HPAM 是聚電解質，因此它與溶液中的離子會發生強烈反應。然而，由于水解聚丙烯酰胺鏈是柔性的，它可能更加容易受到水溶劑的離子強度的影響，因此，其溶液性質對鹽度 / 硬度比黃原膠更加敏感。

3 、聚丙烯酰胺的合成

從石油裂解得到的丙烯出發制造聚丙烯酰胺的過程包括合成丙烯晴、合成丙烯酰胺、合成丙烯酸、聚合等。

(1) 丙烯晴的合成

目前工業上普遍采用氨氧化法，此法對丙烯的純度要求不高，反應生成乙睛、丙烯醛、氫胺酸等易分離和可綜合利用的副產品。

(2) 丙烯酰胺的合成

作為丙烯酰胺早期合成技術的硫酸水合工藝已基本淘汰，現在工業上廣泛采用了骨架銅催化水合法。

(3) 丙烯酸的合成

盡管有些工廠仍然沿用丙烯晴水解之類的工藝生產丙烯酸，但是從 20 世紀 80 年代開始建立的新工廠都采用丙烯氧化工藝。

(4) 聚合

丙烯酸與丙烯酰胺可以通過熱、引發劑、 g   射線輻照等引發聚合。部分水解聚丙烯酰胺也可以通過共聚制得。

4 、聚丙烯酰胺的形態

聚丙烯酰胺在不同的生產工藝條件下，可制成三種物理形態：干粉、乳液和水溶液。不同產品形態有著不同的物性指標及儲運和使用條件，在實際使用中，不同形態的產品各有利弊。表 9-1 為不同形態的聚丙烯酰胺產品應用性能對比結果。

(1) 水溶液產品的聚合物固含量低，適用于就地生產就地使用。它可以免除干燥和造粒工藝，降低成本。

(2) 乳液產品為外觀粘稠的白色液體，表觀粘度約為 250mP a ·  s ，在顯微鏡下觀測到聚丙烯酰胺以固體微粒分散于輕質礦物油中，粒徑為 1~2 m m 。從分散體系的分類而言，它是一種懸浮液，屬于不穩定體系，當環境溫度高于 30 ℃，易于發生沉淀結塊而無法使用。體系的凝固點為 -10 ℃，凝固后為冰糕狀，再次融為液體后，仍能呈現出均勻的懸浮液，對產品質量沒有影響。乳液狀產品的突出優點是溶解速度快，不需要專門配液裝置，可直接用高壓計量泵加入注水管線，經混合器與水混合，并在流動過程中充分溶解，但其有效含量不高，低于 50% 。
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