聚丙烯酰胺（acrylamide polymers）是丙烯酰胺的均聚物及其共聚物的統(tǒng)稱。工業(yè)上凡是含有50%以上丙烯酰胺（acrylamide，AM）單體結(jié)構(gòu)單元的聚合物，都泛指聚丙烯酰胺，因此本課題研究的陽離子聚丙烯酰胺也可以稱謂聚丙烯酰胺。

聚丙烯酰胺的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和齊全的品種使之在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，也是合成水溶性高分子中應(yīng)用較廣泛的品種之一，并享有“百業(yè)助劑”之稱。

聚丙烯酰胺在我國石油、水處理和造紙三大領(lǐng)域中的應(yīng)用尤為重要，皆具有戰(zhàn)略意義。因?yàn)槲覈鞘唾Y源短缺、水資源匱乏和森林資源缺少的國家。

聚丙烯酰胺在石油工業(yè)中用作驅(qū)替劑、鉆井泥漿和壓裂液添加劑、堵水劑及油田污水處理劑等。石油工業(yè)的需求促進(jìn)了中國的聚丙烯酰胺工業(yè)發(fā)展；聚丙烯酰胺工業(yè)也為今天的中國石油工業(yè)的發(fā)展提供了巨大的支持。以較突出的聚合物驅(qū)油技術(shù)為例：平均每注入1噸聚丙烯酰胺，可增產(chǎn)原油140-150噸?，F(xiàn)在用于三次采油的聚丙烯酰胺約11萬噸/年，可為國家多采出原油1500萬噸/年。

聚丙烯酰胺在水處理中可作為污水處理的絮凝劑和污泥的脫水劑，是大型污水處理廠必不可少的原料。它的使用不但保證了污水處理工藝的實(shí)現(xiàn)，而且可以使污水回用成為可能。在工業(yè)水和飲用水的原水處理中，起絮凝澄清作用，以保證獲得高質(zhì)量的水質(zhì)。低分子量的聚丙烯酰胺還可以用作工業(yè)循環(huán)水的水質(zhì)穩(wěn)定劑，使工業(yè)冷卻水得以循環(huán)使用。因此，聚丙烯酰胺在水處理中的應(yīng)用是環(huán)境保護(hù)和節(jié)水不可缺少的措施。

聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中主要用作助留助濾劑、紙張?jiān)鰪?qiáng)劑和廢水處理劑等。以助留助濾劑為例：提高1%的留著率，可以減少43萬噸纖維、顏料和填料等原材料的消耗。同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的污染并節(jié)約了大量的水。

聚丙烯酰胺在1893年由實(shí)驗(yàn)室制得。1954年首先在美國實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，初期的品種僅是單一的非離子聚丙烯酰胺。不久便開發(fā)了堿性水解的陰離子型聚丙烯酰胺和陽離子型聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺優(yōu)良的水溶性、增稠性、絮凝性能和化學(xué)反應(yīng)活性顯示出了廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)潛力。

聚丙烯酰胺的工業(yè)產(chǎn)品劑型有水溶膠、粉劑、乳液以及水分散型等。水溶膠是丙烯酰胺（或者和其它單體）的水溶液經(jīng)聚合直接得到的一種產(chǎn)品形式，是聚丙烯酰胺早期的產(chǎn)品劑型。這種劑型的產(chǎn)品固含量受分子量的制約，固含量通常在5%-10%，相應(yīng)的分子量不高，在幾十萬到幾百萬。由于固含量低，貯運(yùn)較不經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用受到限制?，F(xiàn)在的水溶膠一般適用于較低分子量，或久置和干燥不穩(wěn)定的一類聚丙烯酰胺產(chǎn)品，主要用于紡織、建筑和環(huán)保等行業(yè)。

干粉型產(chǎn)品是由丙烯酰胺單體水溶液經(jīng)聚合，再經(jīng)造粒、干燥、粉碎和過篩等工序制得，是現(xiàn)在應(yīng)用較廣的劑型，約占60%-75%，其中以含羧基的陰離子聚丙烯酰胺為主。干粉型產(chǎn)品除了由水溶液聚合法以外，還可以由反相懸浮法和反相乳液法制得。

乳液型產(chǎn)品，俗稱“油包水乳液”或稱“油乳液”，是借助油包水乳化劑將單體水溶液分散在油（飽和烴）介質(zhì)中經(jīng)聚合而制得，具有速溶、高固含量和高分子量的特點(diǎn)。投入流動(dòng)的水中可立即均勻分散完全溶解。能做到即投即溶即用，以便自動(dòng)化操作和準(zhǔn)確計(jì)量，節(jié)省時(shí)間和人力。其缺點(diǎn)是成本較高，合成中不僅涉及聚合理論和技術(shù)問題同時(shí)涉及表面化學(xué)理論和技術(shù)問題，特別是專用表面活性劑的篩選以及新型表面活性劑的研制等問題，因此高分子量乳液聚合物的合成技術(shù)至今未能突破。

水分散型產(chǎn)品，俗稱“水包水乳液”或稱“水乳液”，是借助少量與產(chǎn)品有效組分同類的分散劑和介質(zhì)調(diào)節(jié)劑，將較高濃度的單體水溶液分散在水中經(jīng)聚合而制得，但其成本較高。

此外，還有珠粒狀的產(chǎn)品。它是由反相懸浮聚合法制得，借助懸浮分散劑和攪拌的作用，將較高濃度的單體水溶液穩(wěn)定的懸浮于礦物油中，經(jīng)聚合得到0.1-1mm的珠粒。適用于制造吸水性樹脂。

陽離子聚丙烯酰胺在聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品中占有特殊的地位，由于該產(chǎn)品的分子鏈上存在陽離子基團(tuán)而賦予它具有的應(yīng)用性能，在污水處理等領(lǐng)域顯現(xiàn)出其它聚丙烯酰胺所無法具備的優(yōu)良性能，它的產(chǎn)量不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域日臻廣泛。

目前陽離子聚丙烯酰胺主要以粉末劑型為主，制備的過程中不僅耗能高、干燥困難、且常發(fā)生凝膠、結(jié)塊等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。因而研究工藝更簡單、速溶、能耗低、污染少的乳化陽離子聚丙烯酰胺具有重要意義。

在1962年以有機(jī)溶質(zhì)為介質(zhì)，首先進(jìn)行了水溶性單體的反相乳液聚合。他們發(fā)現(xiàn)反相乳液聚合與溶液聚合相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如聚合速率高、反應(yīng)條件緩和、有利于貯存、運(yùn)輸、應(yīng)用、它還能使水溶性單體有效的聚合成粉狀或乳狀產(chǎn)品。從此，反相乳液聚合作為常規(guī)乳液聚合的一個(gè)補(bǔ)充，得到了迅速發(fā)展。