聚丙烯酰胺的結構式
按水溶性分類,聚丙烯酰胺分為兩種。一種為線性的、水溶性的聚丙烯酰胺,一種交聯的、非水溶性的但能包含吸收大量水的聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺凝膠)。
聚丙烯酰胺凝膠,是以丙烯酰胺為單位,由甲叉雙丙烯酰胺交聯成的,經干燥粉碎或加工成型制成粒狀,控制交聯劑的用量可制成各種型號的凝膠,交聯劑越多,孔隙越小。聚丙烯酰胺凝膠的商品為生物膠一P(Bio-Gel P),有日本tosoh的TSKGEL的pw系列,適合蛋白和多糖的純化,即丙烯酰胺和少量交聯劑甲叉雙丙烯酰胺,在催化劑過硫酸銨作用下聚合形成凝膠。其結構式如下:
線性的聚丙烯酰胺親水性高,能以各種百分比溶于水,不溶于大多數有機溶液。它是應用較廣泛的水溶性高分子化合物之一。如下圖所示:
按電性分類,聚丙烯酰胺有非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性離子型。
(1)非離子型(均聚物)
非離子聚丙烯酰胺(NPAM)由丙烯酰胺單體聚合制得。
(2)陰離子型(共聚物)
由非離子型聚丙烯酰胺水解或丙烯酰胺與丙烯酸共聚制得。
陰離子聚丙烯酰胺(APAM)的分子量從600萬到2500萬水溶解性好,能以任意比例溶解于水且不溶于有機溶劑。有效的pH值范圍為7到14,在中性堿性介質中呈高聚合物電解質的特性,與鹽類電解質敏感,與高價金屬離子能交聯成不溶性凝膠體。陰離子型聚丙烯酰胺習慣上也稱為部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)。
(3)陽離子型(共聚物)
由丙烯酰胺(AM)與二烯丙基二甲基氯化銨(DADMAC)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(AETAC)等其他單體共聚制得。
陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)的分子量從800萬到1500萬。離子度從20%到55%水溶解性好,能以任意比例溶解于水且不溶于有機溶劑。有效的PH值范圍為1到14,呈高聚合物電解質的特性。
(4)兩性離子型(共聚物)
兩性離子聚丙烯酰胺就是分子內即含陽離子基又含有陰離子基。
兩性離子聚丙烯酰胺(AmPAM)因分子內含陽離子基和陰離子基,它具備了一般陽離子絮凝劑的使用特點外,表現了更優異的性能。可在大范圍的pH值內使用,具有更高的濾水量,較底的濾餅含水率。兩性離子型絕非陰離子型、陽離子型的混合。如果把陽離子聚丙烯酰胺與陰離子聚丙烯酰胺配合使用則會發生反應產生沉淀。所以兩性離子產品較為理想。