聚丙烯酰胺的结构式
按水溶性分类,聚丙烯酰胺分为两种。一种为线性的、水溶性的聚丙烯酰胺,一种交联的、非水溶性的但能包含吸收大量水的聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺凝胶)。
聚丙烯酰胺凝胶,是以丙烯酰胺为单位,由甲叉双丙烯酰胺交联成的,经干燥粉碎或加工成型制成粒状,控制交联剂的用量可制成各种型号的凝胶,交联剂越多,孔隙越小。聚丙烯酰胺凝胶的商品为生物胶一P(Bio-Gel P),有日本tosoh的TSKGEL的pw系列,适合蛋白和多糖的纯化,即丙烯酰胺和少量交联剂甲叉双丙烯酰胺,在催化剂过硫酸铵作用下聚合形成凝胶。其结构式如下:
线性的聚丙烯酰胺亲水性高,能以各种百分比溶于水,不溶于大多数有机溶液。它是应用较广泛的水溶性高分子化合物之一。如下图所示:
按电性分类,聚丙烯酰胺有非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型。
(1)非离子型(均聚物)
非离子聚丙烯酰胺(NPAM)由丙烯酰胺单体聚合制得。
(2)阴离子型(共聚物)
由非离子型聚丙烯酰胺水解或丙烯酰胺与丙烯酸共聚制得。
阴离子聚丙烯酰胺(APAM)的分子量从600万到2500万水溶解性好,能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。有效的pH值范围为7到14,在中性碱性介质中呈高聚合物电解质的特性,与盐类电解质敏感,与高价金属离子能交联成不溶性凝胶体。阴离子型聚丙烯酰胺习惯上也称为部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)。
(3)阳离子型(共聚物)
由丙烯酰胺(AM)与二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(AETAC)等其他单体共聚制得。
阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的分子量从800万到1500万。离子度从20%到55%水溶解性好,能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。有效的PH值范围为1到14,呈高聚合物电解质的特性。
(4)两性离子型(共聚物)
两性离子聚丙烯酰胺就是分子内即含阳离子基又含有阴离子基。
两性离子聚丙烯酰胺(AmPAM)因分子内含阳离子基和阴离子基,它具备了一般阳离子絮凝剂的使用特点外,表现了更优异的性能。可在大范围的pH值内使用,具有更高的滤水量,较底的滤饼含水率。两性离子型绝非阴离子型、阳离子型的混合。如果把阳离子聚丙烯酰胺与阴离子聚丙烯酰胺配合使用则会发生反应产生沉淀。所以两性离子产品较为理想。