聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,簡(jiǎn)稱(chēng)PAM)是一種由丙烯酰胺單體(acrylamide)通過(guò)聚合反應生成的高分子化合物。在工業(yè)和科研領(lǐng)域中有著(zhù)廣泛的運用,主要作為絮凝劑、增稠劑或其衍生物在水處理過(guò)程中使用。
聚丙烯酰胺結構式(分子式):
聚丙烯酰胺結構式(分子式)為[-CH2-CH(CONH2)]n,這里n表示的是聚合度,表示該聚合物是由多個(gè)重復單元構成的長(cháng)鏈高分子。每個(gè)重復單元由一個(gè)碳原子主鏈與側鏈上的酰胺基團相連。在PAM的結構中,每個(gè)重復單元由兩個(gè)碳原子、一個(gè)氮原子和四個(gè)氧原子構成。其中一個(gè)碳原子連接著(zhù)兩個(gè)氫原子,形成甲基(-CH3)部分;另一個(gè)則是碳-碳雙鍵中的一端,與相鄰的甲基上的氫原子相連,而雙鍵的另一端則是一個(gè)羰基(C=O),與氮原子連接形成一個(gè)酰胺基團(CONH2)。這個(gè)酰胺基團又與另一個(gè)甲基相連。這種結構排列使得PAM分子呈現出一定的極性,因為羰基的存在使得分子具有較強的偶極矩。
丙烯酰胺作為PAM的單體,其分子式為C3H5NO,結構上含有一個(gè)丙烯基(即一個(gè)碳-碳雙鍵)和一個(gè)酰胺基團。丙烯酰胺本身是一種無(wú)色晶體,可以通過(guò)丙烯腈的催化水解得到。在制備聚丙烯酰胺的過(guò)程中,這些丙烯酰胺單體通過(guò)開(kāi)環(huán)聚合或自由基聚合的方式相互連接,使得原本獨立的單體轉變?yōu)殚L(cháng)鏈狀的高分子聚合物。
聚丙烯酰胺化學(xué)式:(C3H5NO)n
這里的“n”代表重復單元的個(gè)數,即聚合物的聚合度,它決定了聚丙烯酰胺分子的大小和其性質(zhì)。由于聚合度的不確定性,聚丙烯酰胺可以有從幾百到上千萬(wàn)不等的分子量。在聚合過(guò)程中,隨著(zhù)反應條件的不同,如溫度、反應時(shí)間和使用的催化劑,可以控制所得PAM的分子量和交聯(lián)程度。低分子量的PAM具有較好的水溶性,而高分子量的PAM則因鏈段間的物理纏繞作用而表現出較高的粘度。