聚丙烯酰胺有哪些作用機理（聚丙烯酰胺的絮凝性、增黏性、減阻作用）

聚丙烯酰胺產品的作用機理在聚丙烯酰胺分子結構中，除酰胺基團(一CONH2)外，根據不同的用途入的帶負電的羧酸基團（一COOH)、磺酸基團（一SO3H)、羥肟酸基團（一CONHOH),帶正電的季銨鹽基團R一N(CH3)3CL]等，決定了聚丙烯酰胺產品的絮凝、增黏和減阻等作用。

(1)聚丙烯酰胺絮凝作用絮凝過程實際上是由混凝與絮凝兩個步驟完成的。

①混凝在水處理中，混凝是物理和化學過程，原水或污水中懸浮顆粒的混凝機理是通過添加陽離子混凝劑中和膠體顆粒所帶的負電荷，形成海綿狀絮體而失穩。

混凝劑是分子量低且陽離子密度高的水溶性聚合物，多數為液態。它們分為無機和有機兩大類。無機混凝劑主要是鋁、鐵鹽及其聚合物。有機混凝劑主要為聚二甲基二烯丙基氯化銨。

②絮凝絮凝是指水中懸浮的顆粒間通過與聚合物分子鏈上的基團通過吸附發生架橋作用，顆粒聚集而沉降的過程。

在用某一混凝劑或絮凝劑處理污水時，電中和和架橋作用會交織在一起同時發生。絮凝過程是多種因素綜合作用的結果，與絮凝劑分子結構、電荷密度、分子量有關；與懸浮顆粒表面性質、顆粒濃度、比表面積有關；與介質（水）的pH值、電導率、水中其他物質的存在、水溫、攪動情況等因素有關。

③絮凝劑的選擇根據污水中顆粒的類型來選擇絮凝劑電荷性質。通常利用帶負電的絮凝劑來捕捉無機物顆粒，利用帶正電的絮凝劑來捕捉有機物顆粒。但必須通過現場小試和中試實驗以確定絮凝劑的型號。

(2)增黏性聚丙烯酰胺的增黏性表現在兩個方面：一方面是由于聚合物分子中含有許多親水基團（如酰氨基），這些親水基團在聚合物分子外以氫健結合形成的“水銷”，增加了相對移動的內摩擦力。另一方面聚丙烯酰胺分子中合有羧基在水中解離，產生許多帶相同電荷的鏈節，這些鏈節互相排斥，使聚合物分子線團在水中更加伸展，因而有更好的增黏能力。

(3)減阻作用隨著我國煤層氣、高致密油氣和頁巖油氣資源的開發，水力壓裂須采用低摩阻、速溶型減阻劑來配制滑溜水體系。減阻劑的加入可減少水力壓裂液在井筒剪切流動中的黏滯性及旋禍的形成，減小壓裂液流動過程中的阻力。

減阻的機理非常復雜，減阻劑加入水體介質后，線性結構的大分子在介質傳輸過程中迅速展開，使流體內部的素動阻力下降，抑制了徑向的湍流擾動，使更多的力作用在軸向流動方向上，同時吸收能量，干擾薄層間的水分子從緩沖區進人湍流核心，從而阻止或者減輕湍流，而起到減阻的作用。