丙烯酰胺（acrylamide，AM）是一种化学物质，分子式为C3H5NO，结构简式为CH2=CHCONH2，又称2-丙烯酰胺。

丙烯酰胺是一种无色透明晶体，可以从苯中析出，属于单斜晶系，分子量为71.08，密度为1.322g/cm3，熔点为82-86℃，沸点为125℃。它在30℃时的溶解度为：215.5g/100g水、155g/100g甲醇、63.1g/100g丙酮、12.6g/100g乙酸乙酯、2.66g/100g氯仿、0.346g/100g苯。

丙烯酰胺含有双键和酰胺基，具有多种化学反应性。它可以在紫外线照射下或在熔点温度时很容易聚合。双键还可以进行加成反应，生成不同的化合物。此外，丙烯酰胺还可以与无机化合物加成，共聚以及被还原或氧化。

丙烯酰胺具有剧毒性，吸入蒸气或经皮肤吸收会引起中毒，对神经系统和肝脏有损害，并对皮肤和眼睛有刺激性。工作场所对丙烯酰胺的最高允许浓度为0.3mg/m3。

丙烯酰胺被国际癌症研究机构列为2A类致癌物，即“人类可能致癌物”。它在食品中的含量也受到关注，特别是在高温处理的食物中。世界各地的研究机构对丙烯酰胺在食品中的含量进行了测定，发现其含量超过了卫生组织规定的限值。因此，丙烯酰胺对人类健康产生了严重影响。

丙烯酰胺有广泛的用途，可以作为有机合成和高分子材料的原料。它可以用来生产水处理时的絮凝剂，具有良好的絮凝效果。此外，丙烯酰胺还可以用作土壤改良剂、纸张填料辅剂、化学灌浆剂、纤维改性剂、防腐剂等。它还可以用于食品工业的添加剂、颜料的分散剂、印染糊剂等。丙烯酰胺还可以与其他单体聚合，制备各种合成材料。此外，丙烯酰胺还可以用作医药、农药、染料和涂料的原料。

丙烯酰胺是一种化学物质，化学式为CH2=CHCONH2。它是白色无味的片状结晶，在常温下可溶于水、乙醇、醚和三氯甲烷。丙烯酰胺是一种不饱和酰胺，会在空气中或紫外线作用下发生聚集反应。

丙烯酰胺通常用于合成聚丙烯酰胺，这种聚集物可用作水溶性增稠剂，广泛应用于污水处理、凝胶电泳、造纸、矿石处理和布料的免烫处理。此外，丙烯酰胺还用于染料制造和其他单纯形的制造。

丙烯酰胺的发现历史

2002年，瑞典科学家意外发现高温加热含淀粉食物会产生丙烯酰胺，如炸薯条、洋芋片和高温面包。

相关研究结果

哈佛大学公共卫生学院的研究显示，丙烯酰胺与肠癌、肾脏癌、膀胱癌和乳腺癌的发生并无直接关联。研究结果表明，摄取丙烯酰胺最高量的人群罹患癌症的概率反而较低。

目前，尚无充分证据表明丙烯酰胺对人类为致癌物。然而，丙烯酰胺被认为是一种潜在的致癌物，已经对动物产生了癌症的影响。此外，丙烯酰胺可能对神经系统、婴儿早期发育和男性生殖健康造成损害。一般情况下，通过日常饮食摄入的丙烯酰胺剂量无法达到对健康产生影响的水平。

食物中丙烯酰胺的含量与食材成分、加工过程和温度有关。高碳水化合物低蛋白质的食材在加工过程中产生的丙烯酰胺较多。丙烯酰胺的生成温度一般在120℃以上，且加热时间越长，丙烯酰胺含量越高。

羟甲基丙烯酰胺（Hydroxyethyl Methacrylate，简称HEMA）是一种属于甲基丙烯酸酯类的高分子化合物。

特点：

• 羟甲基丙烯酰胺具有良好的水溶性和可溶性，便于与其他化合物混合。
• 羟甲基丙烯酰胺具有低黏度，能够在液态中迅速流动。
• 羟甲基丙烯酰胺具有优异的高渗透性和高交联性，具备良好的聚合特性。

用途：

• 羟甲基丙烯酰胺广泛应用于医疗领域，用于制造隐形眼镜材料，以及牙科修复树脂和粘合剂。
• 羟甲基丙烯酰胺还被应用于各种聚合物中，作为粘合剂、涂料、树脂、纤维和填充剂的组分。

羟甲基丙烯酰胺的聚合是通过添加引发剂来启动的。

1. 首先，将羟甲基丙烯酰胺与其他单体混合，例如丙烯酸酯单体，然后加入适量的引发剂。
2. 然后，在适当的温度下，引发剂被激活并引发反应。
3. 反应将羟甲基丙烯酰胺单体分子连接在一起，形成长链聚合物。
4. 通过调整引发剂的用量和反应条件，可以控制聚合的速度和聚合物的性质。

在一般使用条件下，羟甲基丙烯酰胺是安全的。然而，对于过敏体质的人群，可能会引起过敏反应。因此，在使用羟甲基丙烯酰胺或含有羟甲基丙烯酰胺的产品时，应注意个人的过敏反应情况。

此外，在羟甲基丙烯酰胺的生产和使用过程中，需要遵守相关的安全操作规程，以确保使用过程的安全性。

以上是对羟甲基丙烯酰胺的简要介绍，希望可以帮助您了解这种化合物的基本特点和用途。如果您还有其他问题，请随时提问。

引言：

聚丙烯酰胺是一种重要的高分子化合物，通常简称为PAM。它在水处理、石油开采、纺织品、医药及农业等领域中广泛应用，具有优异的吸水性和多样的功能特性。

什么是聚丙烯酰胺？

聚丙烯酰胺（简称 PAM 或 pAAM）是一种分子式为 (-CH2CHCONH2-) 的聚合物。它具有直链结构。PAM 吸水性强，遇水后会形成软凝胶。2008 年，估计生产了 7.5 亿公斤，主要用于水处理、造纸和矿物工业。

1. 聚丙烯酰胺的化学组成和结构

聚丙烯酰胺结构式如下：

1.1 官能团

丙烯酰胺的主要结构特征包括以下官能团的组合：

（1）羰基（C=O）：该官能团参与各种反应，如加成反应和缩合反应。

（2）酰胺基团（CONH2）：有利于氢键的形成，影响化合物的溶解度和与其他分子的相互作用。

（3）乙烯基（CH2=CH-）：具有较高的反应性，使得丙烯酰胺容易发生聚合反应，形成聚丙烯酰胺。

1.2 PAM的具体结构特征

（1）主链

PAM的主链由碳原子和氮原子组成，以-CH2-CH(CONH2)-的结构重复排列。

（2）分子量

PAM的分子量可以从几千到数百万不等。分子量的增加会使PAM的粘度、絮凝性和增稠性增强。

（3）离子性

PAM可以分为非离子、阴离子、阳离子和两性子四种类型。PAM的离子性取决于其分子链上所含的官能团。

2. 聚丙烯酰胺的性质和特点

（1）聚丙烯酰胺是什么类型的聚合物？

聚丙烯酰胺是一种聚烯烃。它可以看作是交替碳上带有酰胺取代基的聚乙烯。与各种尼龙不同，聚丙烯酰胺不是聚酰胺，因为酰胺基团不在聚合物主链中。由于酰胺 (CONH2) 基团的存在，主链中的交替碳原子是立体异构的（俗称：手性）。因此，聚丙烯酰胺以无规、间规和全同立构形式存在，尽管这方面很少被讨论。聚合由自由基引发，并被认为是立体随机的。

（2）共聚物和改性聚合物

线性聚丙烯酰胺是一种水溶性聚合物。其他极性溶剂包括 DMSO 和各种醇。可以使用 N,N-亚甲基双丙烯酰胺引入交联。一些交联材料可膨胀但不溶解，即它们是水凝胶。

部分水解在高温下在水性介质中发生，将一些酰胺取代基转化为羧酸盐。因此，这种水解使聚合物特别亲水。由 N,N-二甲基丙烯酰胺产生的聚合物具有抗水解性。

丙烯酰胺的共聚物包括由丙烯酸衍生的共聚物。

3. 聚丙烯酰胺的用途和应用

聚丙烯酰胺在能源开采、生态环保、生产制造等领域具有广泛的应用。

（1）水处理

聚丙烯酰胺被广泛用于污水处理、污泥脱水和固液分离过程。它可以通过吸附、沉淀和过滤等机制，去除水中的悬浮物、油脂、色素和有机物质。

（2）石油开采

聚丙烯酰胺被用作石油开采中的驱油剂。它可以增加水和石油之间的相互作用力，提高原油的流动性，从而提高采收效率。

（3）矿山领域

聚丙烯酰胺在矿山行业中用于矿石浮选和矿泥脱水过程，可以提高矿石的选矿率和提矿率，同时还可作为粘结剂用于制备矿浆。

（4）造纸业

聚丙烯酰胺作为纸浆和纸张生产过程中的添加剂，可改善纸浆的过滤性能和流变性，提高纸张的质量和产量。

（5）农业

聚丙烯酰胺可以用作土壤保墒剂、植物生长调节剂和悬浮肥料的固定剂。

（6）聚丙烯酰胺凝胶SDS PAGE

SDS PAGE，即十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳，是一种根据分子量分离蛋白质的技术。SDS是一种阴离子表面活性剂和洗涤剂。SDS分解蛋白质分子的非共价键。根据蛋白质分子的电泳迁移率分离蛋白质分子的方法经常用于分子生物学、遗传学、法医学和生物技术。

十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳称为SDS-PAGE。 蛋白质可以根据蛋白质的大小使用这种常用的实验室方法进行分离和分析。对于表征蛋白质样品、确定其分子量和评估纯度，SDS-PAGE特别有用。该方法需要使用聚丙烯酰胺凝胶基质和去污剂十二烷基硫酸钠 （SDS） 来使蛋白质变性和线性化。

（7）其他

聚丙烯酰胺还可以用于油田封堵剂、草坪改良剂、织物润滑剂和纺织品加工助剂等。

4. 聚丙烯酰胺的毒性和安全性

（1）毒性

聚丙烯酰胺毒性低，但其前体丙烯酰胺是一种神经毒素和致癌物。因此，人们的担忧自然集中在聚丙烯酰胺被丙烯酰胺污染的可能性上。人们付出了相当大的努力，从用于食物附近的聚合物中清除了丙烯酰胺的痕迹。此外，有人担心聚丙烯酰胺可能会解聚形成丙烯酰胺。在典型的烹饪条件下，聚丙烯酰胺不会显着解聚。聚丙烯酰胺恢复为丙烯酰胺的单一主张受到了广泛的挑战。

聚丙烯酰胺本身毒性不大。例如，一项关于聚丙烯酰胺的大鼠急性口服毒性研究报告称，大鼠可耐受的最大单次口服剂量为 4.0 g/kg 体重。在亚慢性口服毒性研究中，大鼠和狗在接受剂量高达 464 mg/kg 体重的聚丙烯酰胺治疗后未出现毒性迹象。几项为期 2 年的慢性口服毒性研究显示，喂食含有高达 5% 聚丙烯酰胺的饮食的大鼠和狗未出现显著的不良反应。在动物试验中，聚丙烯酰胺不刺激眼睛。在一项三代生殖研究中，大鼠的饮食中含有 500 或 2000 ppm 聚丙烯酰胺，未发现与化合物相关的病变。在几项慢性动物研究中，聚丙烯酰胺不具有致癌性。为评估 5% (w/w) 聚丙烯酰胺的刺激性而进行的人体皮肤耐受性测试表明，该化合物耐受性良好。丙烯酰胺单体残留物确实会渗透皮肤。在一项两代生殖研究中，饮用水中丙烯酰胺浓度高达 5 mg/kg day(- 1)，最高剂量下与产前致死有关，且有证据表明有父母毒性。无不良影响水平接近 0.5 mg/kg day(- 1) 剂量。

（2）法规

美国政府，特别是食品药品管理局和环境保护局，已经对聚丙烯酰胺的几种用途进行了监管；根据对聚丙烯酰胺和丙烯酰胺的大量毒理学研究，制定了标准和规范。

美国环保署在评估用于生产和输送饮用水的特定化学产品时，其运作方式与美国食品药品监督管理局类似。实际上，就聚丙烯酰胺而言，根据水处理助凝剂技术咨询委员会的建议，美国公共卫生服务局于 1959 年批准使用聚丙烯酰胺产品作为饮用水处理的助凝剂。美国环保署饮用水添加剂咨询计划办公室根据技术咨询委员会的调查结果发布咨询意见。同样，确保产品质量的责任落在制造商身上；环保署不要求提供任何有关饮用水聚丙烯酰胺的报告。

5. 结论

聚丙烯酰胺作为一种重要的高分子化合物，具有广泛的应用领域和多样化的功能。其在水处理中的净化效果、在石油开采中的增油作用以及在纺织品和医药行业中的应用，展示了其在工业和日常生活中的重要性。随着技术的不断进步和对环境友好性的追求，聚丙烯酰胺的研究和应用将继续推动其在各个领域中的创新和发展。

参考：

[1]https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/reveh-1989-1-403/html

[2]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16154914/

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Polyacrylamide

[4]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/

[5]程烨.聚丙烯酰胺行业发展综述[J].精细与专用化学品,2023,31(08):28-30.DOI:10.19482/j.cn11-3237.2023.08.05.

[6]https://www.geeksforgeeks.org/