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摘要：两性聚丙烯酰胺是一种新型的功能高分子聚合物。本文首先阐述了两性聚丙烯酰胺的结构和性质，总结了目前两性聚丙烯酰胺的共同合成，包括改性、接枝共聚、阴/阳离子大分子单体共聚、丙烯酰胺和甜菜碱等单体共聚，并对聚丙烯酰胺的合成进行了综述。综述了水溶液聚合、反乳液聚合、反微乳液聚合等应用，并对其在造纸工业中的应用进行了综述。
关键词：两性聚丙烯酰胺；合成；性质；应用
前言
两性聚丙烯酰胺（APAM）一般指大分子链链接组还包含正面和负面两种电荷的水溶性聚合物，和只包含水溶性阳离子和阴离子聚丙烯酰胺（PAM）比APAM既综合性能，不仅有明显的“聚电解质效应”和广泛使用，pH值等，这么多的关注。自上世纪90年代以来，国外的研究（如日本、美国和法国）一直活跃于APAM。中国对APAM的研究起步较晚，迄今为止主要是实验室合成，几乎没有工业产品。由于石油生产、污水处理、造纸添加剂的独特性质，使APAM独特的化学结构具有广阔的应用前景，因此对国家经济发展和环境保护的研究与开发具有十分重要的意义。
1两性聚丙烯酰胺的结构及性质
1.1两性聚丙烯酰胺的结构
两性聚丙烯酰胺结构基于丙烯酰胺单体为主要结构单元，通常在丙烯酰胺单元之间插入其他单体单位组织的指控，或丙烯酰胺酰胺组单元连接到其他结构，或通过修改反应会改变电荷酰胺组。根据聚合物分子中正负电荷基团的分布，聚合电解质可分为两类：随机选择了两聚电解质和甜菜碱聚合电解质，其结构如图1所示。
图1两性聚电解质的结构示意图
1.2两性聚丙烯酰胺的性质
聚合电解质在溶液中电离离子基团使其更亲水和电气化。与普通单聚电解质相比，两性电解质更复杂的带电特性导致了溶液中更复杂的相互作用。两种性别的聚丙烯酰胺的性能均与聚合电解质的性质一致。本文主要研究了两性电解质的等电点、浊度和吸附性能。
1.2.1等电点
聚电解质的电荷组将分离出溶液中的度，而带电基团的电离度与溶液的pH值密切相关。一般来说，pH值增加，阴离子群的电离度增加，阳离子组的电离度降低。pH值降低，阳离子群的电离程度增加，离子群电离。在一个特殊的pH值中，两性电解质的离子群是相等的，而分子的总净电荷为0，而这个特殊的pH被称为聚电解质的等电点。
1.2.2浊度
浊度是聚丙烯酰胺在水中溶解度的表达，而两性聚合物的溶解度与聚电解质的整体电离度有关。与pH值的变化相比，有4个不同离子的聚丙烯酰胺的浑浊度，在中性环境中增加了聚丙烯酰胺的浊度。在极端（强酸或碱性）环境中，浊度降低。反聚电解质效果明显。
1.2.3黏度
当溶液pH值接近等电点时，聚丙烯酰胺分子的净电荷减小，分子收缩，粘度减小，在等电点附近发现最小值。当溶液的pH值远离等电点时，分子的净电荷增加，分子膨胀，溶液粘度增加。当溶液pH值较远时，溶液的离子强度迅速增加，保护净电荷，粘度减小。当存在一定的离子强度时，分子的净电荷被屏蔽，曲线变平。在电点附近，屏蔽分子内部电荷的吸引力高于比低离子强度高的聚丙烯酰胺溶液。
2两性聚丙烯酰胺的合成
2.1合成路线
2.1.1大分子的侧基改性
主要是以合成大分子为原料，再通过对酰胺基的改性制得APAM。PAM首先通过水解阴离子基团，然后是manny的阳离子群。水解通常是在氢氧化钠或碳酸钠溶液中进行。聚丙烯酰胺与碳酸钠、聚丙烯酰胺进行水解，由曼尼改性，以含有羧基和胺。阴离子单体与丙烯酰胺（AM）共聚物，由Mannich反应制备。
2.1.2阴、阳离子单体的共聚
用该方法制备了APAM，并得到了两个或多个带负离子和阳离子基团的烯单体。聚合物的电荷密度和阴离子度可以通过改变单体的数量来实现。具有不同单体，可合成酸碱、强酸、弱酸弱碱类强碱和弱酸弱碱四种两性聚合物，包括酸碱型聚合物酸、碱性、耐盐性、耐热性好。
2.1.3两性离子以共聚物聚合
首先，通常是由两种烯烃单体中和沉淀反应或单体离子对，然后直接对单体离子对，使共聚单体与阴、阳离子群形成两性离子。该方法首先要使单体的单体，要求离子与单体结构相似，从而使稳定性更好，而且不容易产生自发聚合。此外，平衡离子对单体的影响也必须消除。
2.2合成方法
2.2.1水溶液聚合
水溶液聚合是水溶液中聚丙烯酰胺的合成。它是聚丙烯酰胺最早的合成方法，是实际生产中应用最为广泛的合成方法。该方法操作简单，产量高，成本低，污染少。缺点是反应过程既快又热，很容易发生内爆。
2.2.2反向乳液聚合
逆乳液聚合是在含油相的水溶液中单体乳状液，乳化剂形成水-油（W/O）异质分散体系，然后是油溶性或水溶性的引发剂进行聚合。与溶液聚合相比，反乳液聚合具有温和的反应过程，易于控制，易散热，聚合速率高，粘度高，含量高，产品胶量少，产品溶解速度快，节能，易于实现自动化。但该方法相对分子量较低，且胶乳粒度分布不均匀。在乳液中，大量的有机溶剂需要清洗，易于浓缩，成本高。
2.2.3反向微乳液聚合
反微乳液聚合是一种新的聚合方法，在反乳液聚合的基础上得到了改进和发展。单体水分散在另一个溶剂体系中，形成稳定的胶体分散体系，胶体颗粒较小。该方法具有反应稳定、易于控制、耐热性好、抗爆性好、产品溶解度好、分子量高、性能好等优点。
3两性聚丙烯酰胺的应用
3.1在油田开采中的应用
两性聚合物作为一种新型的油田高分子材料，具有独特的应用前景和广阔的开发前景。指出了具有“反聚电解质效应”的APAM是理想的高温高盐储层聚合物驱油剂，被称为第二代提高采收率的聚合物。利用APAM驱油实验结果表明，在相同条件下，与高分子量部分水解聚丙烯酰基位移相比，两性聚合物驱采收率提高了4.3%，最终回收率最高可达80.0%。
3.2在水处理中的应用
在选煤厂的浮选中，采用聚丙烯酰胺APAM作为过滤器，减少煤的水分，减少低效的运输，提高煤的燃烧热。曹添加到使用自制的APAM植物如脱水、比较与阴、阳离子聚丙烯酰胺，得出阴阳离子含量相同的APAM浸出效果最好，滤液固体含量为3.48g/L，和相同的条件下，滤液和固相含量的阴离子和阳离子聚丙烯酰胺收入分别为5.62和4.30g/Lg/L。
结束语
随着生产效率的提高和人们对环境保护意识的提高，有效环保的辅助设备越来越受到人们的重视。随着两性聚丙烯酰胺的应用逐渐扩大，传统的经验方法的合成将受到挑战，因为在两性聚丙烯酰胺的溶液性质、吸附性能、结构活性关系等方面，应用环境将变得越来越复杂，理论研究的其他方面相当薄弱。因此，在未来，我们应该重视理论研究，与实际研究联系起来，充分挖掘聚丙烯酰胺为工业生产提供服务的潜力。
参考文献：
[1]申迎华，王孟，王志忠.两性聚丙烯酰胺的合成方法及应用进展[J].化工进展，2003，22（10）：1061-1065.
[2]于立娟.聚电解质研究进展[J].上海塑料，2011（1）：5-8.
论文作者:李雷振
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/8
标签：电解质论文; 聚丙烯酰胺论文; 两性论文; 溶液论文; 阳离子论文; 电荷论文; 聚合物论文; 《基层建设》2017年第29期论文;