聚丙烯酰胺有哪些作用机理（聚丙烯酰胺的絮凝性、增黏性、减阻作用）

聚丙烯酰胺产品的作用机理在聚丙烯酰胺分子结构中，除酰胺基团(一CONH2)外，根据不同的用途入的带负电的羧酸基团（一COOH)、磺酸基团（一SO3H)、羟肟酸基团（一CONHOH),带正电的季铵盐基团R一N(CH3)3CL]等，决定了聚丙烯酰胺产品的絮凝、增黏和减阻等作用。

(1)聚丙烯酰胺絮凝作用絮凝过程实际上是由混凝与絮凝两个步骤完成的。

①混凝在水处理中，混凝是物理和化学过程，原水或污水中悬浮颗粒的混凝机理是通过添加阳离子混凝剂中和胶体颗粒所带的负电荷，形成海绵状絮体而失稳。

混凝剂是分子量低且阳离子密度高的水溶性聚合物，多数为液态。它们分为无机和有机两大类。无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。有机混凝剂主要为聚二甲基二烯丙基氯化铵。

②絮凝絮凝是指水中悬浮的颗粒间通过与聚合物分子链上的基团通过吸附发生架桥作用，颗粒聚集而沉降的过程。

在用某一混凝剂或絮凝剂处理污水时，电中和和架桥作用会交织在一起同时发生。絮凝过程是多种因素综合作用的结果，与絮凝剂分子结构、电荷密度、分子量有关；与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、比表面积有关；与介质（水）的pH值、电导率、水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素有关。

③絮凝剂的选择根据污水中颗粒的类型来选择絮凝剂电荷性质。通常利用带负电的絮凝剂来捕捉无机物颗粒，利用带正电的絮凝剂来捕捉有机物颗粒。但必须通过现场小试和中试实验以确定絮凝剂的型号。

(2)增黏性聚丙烯酰胺的增黏性表现在两个方面：一方面是由于聚合物分子中含有许多亲水基团（如酰氨基），这些亲水基团在聚合物分子外以氢健结合形成的“水销”，增加了相对移动的内摩擦力。另一方面聚丙烯酰胺分子中合有羧基在水中解离，产生许多带相同电荷的链节，这些链节互相排斥，使聚合物分子线团在水中更加伸展，因而有更好的增黏能力。

(3)减阻作用随着我国煤层气、高致密油气和页岩油气资源的开发，水力压裂须采用低摩阻、速溶型减阻剂来配制滑溜水体系。减阻剂的加入可减少水力压裂液在井筒剪切流动中的黏滞性及旋祸的形成，减小压裂液流动过程中的阻力。

减阻的机理非常复杂，减阻剂加入水体介质后，线性结构的大分子在介质传输过程中迅速展开，使流体内部的素动阻力下降，抑制了径向的湍流扰动，使更多的力作用在轴向流动方向上，同时吸收能量，干扰薄层间的水分子从缓冲区进人湍流核心，从而阻止或者减轻湍流，而起到减阻的作用。