人们经常发现，聚丙烯酰胺水溶液的黏度、特性黏数和絮凝速率等性质在长时间内随时间而降低。溶液黏度随时间变化的这种不稳定现象称为依时。许多科学工作者已从不同的方面对它进行了详细的研究，归纳如下：(1)纯度的影响。从工业产品水溶液黏度的降低提出其起因是样品不纯，产品中含有剩余引发剂等氧化性杂质能使其降解，但是实验室出去残留引发剂的高纯样品同样存在依时性。(2)环境因素的影响。认为是温度、光、大气中的氧、二氧化碳等环境因素造成的，但是即使把样品溶液保存在室温下、避光的黑暗中、无机械振动的环境中，仍能观察到黏度随时间的降低，将PAM样品置于氮气中保存也观察到不稳定性；固体样品贮存期间受到潮气的影响后即使再经充分干燥，与聚合后立即干燥的样品相比，特性黏数也有明显的降低。 (3)微生物的降解。发现不清洁的样品溶液存在黏度的不稳定性，提出是由 微生物降解引起的，但是加了生物杀伤剂并不能排除。(4)稳定剂。试图以缓冲剂调节溶液的pH 值（pH 1~12 的一个系列的标准溶液）来稳定溶液，但是没有引起到任何作用，而加入2%（体积）的异丙醇，水溶液的黏度没有降低。(5)流体力学体积。由GPC测定和絮凝PAMM的流体力学体积变小。(6)相对分子质量的影响。对一个系列的相对分子质量样品测定特性黏数的 依时性，发现只要相对分子质量低1.510 就不出现不稳定性；用光散射法与黏度法进行平行研究，相对分子质量高 1.510 的样品溶液有明显的黏度不稳定性，散射光强度也随时间而下降，但是把放置不同天数的样品溶液的散射光强度 对散射角度作图并向零角度外推，在纵坐标上相较于一点。这表明经存放的样品相对分子质量没有降低，意味着分子链没有降解。 Klein 提出，可能在PAM水溶液中存在各种形式的氢键及结构的形成和破裂 影响溶液的稳定性。这一观点得到氘化和未氘化PAM的红外光谱分析的证实PAM水溶液黏度的不稳定性在其应用和测定中极为不利。

    另一方面， PAM水溶液在贮存和应用过程中的水解、降解等反应会显著地改变PAM类聚合 物水溶液的性质，如流变性质，从而影响其应用性能，尤其是长期应用性能。 2.3 丙烯酰胺聚合物的结构表征与测定 2.3.1 丙烯酰胺聚合物的化学结构表征 丙烯酰胺类聚合物可以由AM或其他单体共聚制得，也可以通过PAM的后 反应改性制得。检测聚合物化学结构的大多数常规方法都可用于丙烯酰胺类聚合 物的结构分析，其中较为常用的方法有元素分析、裂解色谱、核磁共振和红外光 谱法。对于水溶性高相对分子质量的聚丙烯酰胺化学结构表征，较好的方法是将 浓PAM水溶液直接在氯化银或溴化银板上成膜，以制备薄而均匀的膜，为保证 水解度测定的重现性，应使用pH 为8~10 的缓冲溶液2.3.2聚丙烯酰胺相对分子质量的表征

    丙烯酰胺聚合反应化学，AM的聚合常采用氧化还原引发体系。在工业生产中，氧化剂与还原剂可独 立保存，都具有较高的稳定性，而两者混合后在较低温度下反应即可产生自由基。 氧化还原引发体系的优点是引发反应的活化能较低（40-60 kJ/mol），因而可在较 低温度（0-50 ）下引发聚合，引发速率快，且对温度的依赖性较小 。它的主要缺点是引发剂消耗速率太快，会降低单体的转化率，还原剂易于参与链转移反应，从而降低聚合物的相对分子质量。氧化还原引发体系的组分可以是无 机或有机的，可以是水溶性或油溶性的化合物。 水溶性氧化还原引发体系在 AM 的聚合中得到了非常广泛的应用。常用的 氧化剂有过硫酸盐、过氧化氢、高锰酸盐、溴酸盐等；相应的还原剂有亚硫酸盐、 焦亚硫酸盐、硫代硫酸盐、羟胺、疏基化合物、脲、苹果酸、抗坏血酸、酒石酸 列出了不同引发体系引发AM 聚合反应时的总活化能。通常氧化还 原引发体系的引发剂分解活化能低于单组分引发剂。对于 AM 聚合体系，表 中有个别几个体系的聚合反应总活化能为负值。这种现象比较反常，这是由于活性自由基链与初级自由基的偶合反应而导致熵的变化引起的。 2.4.2 复合引发剂体系 在聚丙烯酰胺的生产过程中，由于聚合热难以散出，使聚合体系温度显著升 高，为获得高相对分子质量的产品，通常需将适用于不同温度范围的引发剂复合 使用。这样既可以降低前期的引发温度，又可以提高后期的聚合转化率。复合的 方法可以是简单的物理混合，也可以是化学复合。这种复合引发剂可以由两组分 或更多组分构成。 对于一般的聚合体系，使用氧化还原反应引发体系时，为了弥补还原剂的损 失，经常采用的方法是连续补加。而对于 AM 聚合体系，因其体系黏度高，不 加还原剂并不可取。较好的方法是将氧化还原引发体系的分解引发聚合，当氧化 还原引发体系消耗后升高温度，在较高温度下有热敏引发剂引发，聚合反应继续 进行，从而达到提高转化率的目的。有人也将这种复合引发剂体系成为梯度引发体系

    单体浓度与聚丙烯酰胺相对分子质量的关系 在水溶液自由基聚合反应中，聚合产物相对分子质量随单体浓度升高而增 大，随引发速率加快而减小。若其他条件不变，当聚合溶液中单体浓度提高后， 因为随着聚合速率的提高，体系黏度急剧增大，聚合热难以及时消散，因而造成 聚合体系温度升高。如果导致引发速率加快的情况发生，则单体浓度的提高还有 使产物相对分子质量降低的一面，而且浓度越提高这种作用越显著。由于单体浓 度提高而产生的这两种相反的效果，可使聚合产物相对分子质量随单体浓度增高 出现极大值不同引发剂下ＡＭ聚合的总活化能引发剂 /(kJ/mol)引发剂 /(kJ/mol)过硫酸盐/疏基乙醇 过硫酸盐/疏基乙酸 过硫酸盐 过硫酸盐/脲 过硫酸盐疏基丙氨酸盐酸 过硫酸盐/2－疏基乙胺过硫酸盐/乳酸 过氧化二苯甲酰 过氧化氢羟胺 2，2－偶氮二（2－脒基 丙烷）盐酸盐 氯酸盐亚硫酸盐 溴酸盐/疏基乙酸 134 126 约70 51 41 41 33 约62 27 约62 31 26 高锰酸盐/苹果酸 高锰酸盐/羟乙酸 高锰酸盐/酒石酸 高锰酸盐/丙酮酸 高锰酸盐/乳酸 高锰酸盐/草酸 高锰酸盐/硫脲 高锰酸盐/疏基丁二酸 二氯化钴/二甲胺 双二乙醇胺钠/Co 双2－（2－羟乙氨基）/exotho Cu 双（二乙醇胺）83 78 78 66 65 50 48 28 39 —28 —53.3 —87 2.AM水溶液的聚合中，当 AM 的浓度提高到一定值后，聚合产物中会出 现凝胶，并且浓度越大产生的凝胶越多。温度增加虽然有利于分子间叔碳自由基 的偶合交联，但同时也会增加聚合物分子间的酰亚胺化交联反应。这样的凝胶就 会影响聚合物的溶解速率。这是如果有氨存在，就可产物分子间的酰亚胺化 交联，降低凝胶含量。但是由于氨的存在，聚合物体系中产生的 NTP[N(CH ]增加。这个叔胺会导致聚合物产生支化，又会增加聚合的引发速率。 2.5 应用现状 2.5.1 国外 各国家和地区聚丙烯酰胺的应用结构有所不同，美国和西欧的聚丙烯酰胺主 要用于水处理，在造纸方面应用所占比例相对较小，而日本的聚丙烯酰胺则主要 用于造纸工业。 2.5.2 国内 我国聚丙烯酰胺主要应用领域是石油开采、水处理、造纸、高吸水性树脂， 冶金和洗煤等。在今后相当长的一段时间内，国内聚丙烯酰胺产品的主要用户是 油田的三次采油和水处理行业 [18] 2.6产业及研究发展趋势  [19]  研究内容及实验方案3.1研究内容 在常温下，将一定比例的AM，用桶装饮用水溶解均匀后，加入计算量的碳酸钠，脲素，过硫酸钾，溶液通氮保护 15 分钟左右后置于 25 的恒温水 浴锅里水浴8 后，制备高相对分子质量的聚丙烯酰胺产品；2）通过改变配方中引发剂的用量，研究引发剂浓度对聚丙烯酰胺相对分子 质量的影响； 3）通过改变配方中单体AM的用量，研究单体浓度对聚丙烯酰胺相对分子 质量的影响； 4）通过控制改变恒温水浴锅的温度来研究引发温度对聚丙烯酰胺相对分子 质量的影响； 5）采用黏度法测定聚丙烯酰胺合成制品相对分子质量的大小。 3.2实验方案 3.2.1 试剂和仪器 试剂：丙烯酰胺(AM)，碳酸钠，过硫酸铵，尿素，均为分析纯试剂；水为 桶装饮用水。 实验仪器：乌氏粘度计(温度300.1 恒温水浴，烘箱， 电子天平， 洗耳球，密封式塑料袋，烧杯等玻璃仪器。 3.2.2 聚合物合成 在常温下，将一定比例的AM，用去离子水溶解均匀后，加入计算量碳酸钠、 过硫酸铵、尿素，溶液通氮保护15 分钟左右后将配置水溶液密封好并置于25 恒温水浴锅里水浴8h后取出即可制得相应聚丙烯酰胺产品。 3.2.3 聚丙烯酰胺合成制品相对相对分子质量的测定 [21] GB10247—1988标准，采用乌式粘度计法测定合成的PAM相对分子质量，用乌氏粘度计测定共聚物的特性黏度并按下式计算相对分子质量： ]＝3.7310-4 目标、主要特色及工作进度4.1 目标 （1）合成相对分子质量超过600 万的高相对分子质量聚丙烯酰胺。 （2）采用粘度法表征出聚丙烯酰胺合成制品相对分子质量的大小。 4.2 主要特色 （1）通过配制一定比例的单体浓度和控制引发剂引发温度以及在配方中加入 助剂等手段合成出相对分子质量超过600 万的高相对分子质量聚丙烯酰胺。 （2）目前国内能够合成高相对分子质量聚丙烯酰胺所运用的聚合工艺方法一 般都非常复杂，制备条件要求相对较高，引用到工业生产应用上的生产成本相对 非常高，而我们能够通过运用极为简易的聚合工艺方法合成出相对分子质量达到 700 万的高相对分子质量聚丙烯酰胺。