兩性聚電解質(zhì)（ampholyticpolyelectiolyte)或兩 性聚合物(poly ampholyte)通常是指大分子鏈上同時 帶有陰、陽離子基團(tuán)的高分子。這類高分子性質(zhì)較 為獨特，靜電相互作用既可為排斥力，也可為吸引 力，取決于分子鏈中陰、陽離子基團(tuán)的相對數(shù)目和溶 液的pH值，在溶液性質(zhì)方面具有明顯的反聚電解 質(zhì)效應(yīng)。20世紀(jì)90年代以來，國外對兩性聚丙 烯酰胺的研究和開發(fā)趨于活躍，美國、日本開發(fā)的兩 性離子型聚丙烯酰胺12~7]在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上己具有 工業(yè)價值。我國對聚丙烯酰胺的研究和生產(chǎn)始于 20世紀(jì)60年代，先后開發(fā)了水解聚丙烯酰胺、水溶 狀陽離子聚丙烯酰胺、粉狀陽離子聚丙烯酰胺以及 淀粉改性的陽離子聚丙烯酰胺等品種。但對兩性聚 丙烯酰胺的研究和開發(fā)較少。近年來有關(guān)兩性聚電 解質(zhì)性質(zhì)和應(yīng)用的研究引起了世界學(xué)者的關(guān)注，兩 性聚丙烯酰胺己廣泛應(yīng)用于水處理劑、造紙和新型 油田高分子化學(xué)劑等領(lǐng)域。因此，開發(fā)和生產(chǎn)高性 能的兩性聚丙烯酰胺具有十分重要的意義。

1兩性聚丙烯酰胺的結(jié)構(gòu)與在水處理中應(yīng) 用的關(guān)系

兩性聚丙烯酰胺分子中含有陰離子和陽離子， 兩性聚丙烯酰胺的應(yīng)用研究,它們在分子鏈中的分布與含量對分子鏈的卷曲形態(tài) 有很大的影響，進(jìn)而影響其絮凝助濾效果。林蕓、李 萬捷等認(rèn)為兩性聚合物絮凝劑中的陽離子可以 捕捉帶負(fù)電荷的有機(jī)懸浮物，適量的陰離子單元和 中性單元可以促進(jìn)無機(jī)懸浮物的沉降，起絮凝助劑 的作用。分子中含有的幾種活性基團(tuán)能與染料分子 作用產(chǎn)生絡(luò)合物沉淀，脫色效果較明顯[9]。曹加 勝110]等認(rèn)為兩性聚丙烯酰胺中各單體單元在分子 鏈上交替分布。由于煤粒的表面呈負(fù)電性，兩性聚 丙烯酰胺在煤粒表面的吸附方式為平躺式和環(huán)式或 尾式的復(fù)合形式，陽離子通過電荷引力等作用與煤 粒相連接，陰離子則通過與煤粒表面的負(fù)電荷的排 斥作用伸展，所以兩性聚丙烯酰胺易于在煤粒間架 橋，有利于煤粒的聚集與沉降，具有較好的助濾性 能，并且受煤漿pH的影響較小。因此兩性聚丙烯 酰胺具有優(yōu)良的絮凝助濾性能。

1. 1絮凝劑

兩性高分子聚合物用作絮凝劑不僅可除去廢水 中的懸浮物和膠體，而且可除去一般絮凝劑所不及 的物質(zhì)——廢水中的溶解物(如有色物質(zhì)、腐植酸及 表面活性劑等)。這是因為兩性高分子中的陰、陽離 子基團(tuán)能與色度物質(zhì)、腐植酸類物質(zhì)及表面活性劑 等發(fā)生絡(luò)合(螯合)作用，再通過絮凝沉淀達(dá)到凈化 的目的，因此可望在印染廢水處理、微污染給水處理 及真溶性有機(jī)物的去除方面起到積極的作用。國內(nèi) 外己有不少兩性高分子聚合物用于印染廢水處理的PAMR),由于其大分子中既含有季銨陽離子基，又[3] Shigeru S Hisao O, Sludge de^,ydrating agent: JP，0329-.

1.2 污泥脫水混凝劑

國外己有將兩性高分子聚合物用于污泥脫水的 實踐。經(jīng)過兩性高分子絮凝劑處理的污泥，沉淀性 能好，且泥餅含水量少。目前，在此方面的研究工作 中，我們發(fā)現(xiàn)兩性高分子絮凝劑能明顯加快污泥的 沉降速度，改善污泥的過濾性和脫水濾餅的剝離 性[14]。兩性絮凝劑在酸性或堿性條件下，大分子帶 有正電或負(fù)電，分子團(tuán)可以伸展開，因此在大多數(shù) pH值下，絮凝效果都好[15]。

1.3金屬離子吸附劑

兩性高分子內(nèi)陰、陽離子基團(tuán)能與金屬離子發(fā) 生螯合作用，而在等電點時又可將其釋放出來，利用 此性質(zhì)可將金屬離子分離回收。兩性高分子可反復(fù) 使用，這對重金屬污染的治理將起到積極的作用。 國內(nèi)外己有這方面的研究報道116,17]。

兩性聚電解質(zhì)兼有陰、陽離子基團(tuán)，在不同介質(zhì) 中所帶離子類型可能不同，因此，可用于處理帶不同 電荷的污染物，特別是用于污泥脫水時，不僅有電性 中和、吸附架橋作用，而且還有分子間的“纏繞”包裹 作用，可使被處理的污泥顆粒變粗大、脫水性變好。 兩性聚電解質(zhì)適用范圍廣，在酸、堿性介質(zhì)中均可使 用。近幾年來國外對兩性水處理劑重新開展了實用 性研究，相繼發(fā)表了一些專利，主要為天然高分子改 性類和聚丙烯酰胺類兩性水處理劑。

2兩性聚丙烯酰胺的結(jié)構(gòu)與在造紙中應(yīng)用 的關(guān)系

在造紙工業(yè)中的主要應(yīng)用有兩個方面:一是提 高填料和細(xì)小纖維的留著率，減少原材料的流失和 對環(huán)境的污染;二是提高紙張的強(qiáng)度[18]。隨著紙機(jī) 運行速度的加快及廢紙使用量的加大，如何優(yōu)化紙 機(jī)濕部及減少由于廢紙的使用帶來的陰離子等雜質(zhì) 的干擾，己成為現(xiàn)代紙機(jī)面臨的重要問題[19]。兩性 化學(xué)助劑在増強(qiáng)、助留、助濾及電荷平衡等方面具有 良好效能，近年來受到了重視并得到了廣泛的應(yīng)用。 2.1 紙張增強(qiáng)劑

實驗[20]考察了各種類型的聚丙烯酰胺對紙張 増強(qiáng)的影響，兩性聚丙烯酰胺的應(yīng)用研究,發(fā)現(xiàn)兩性聚丙烯酰胺除具有能彌補(bǔ)陰、 陽離子型聚丙烯酰胺各自的不足，調(diào)節(jié)系統(tǒng)陰、陽電 荷的離子平衡等優(yōu)點外，還可防止抄造系統(tǒng)白水循 環(huán)利用時可能發(fā)生的電荷逆轉(zhuǎn)問題。

紙的裂斷長和耐破度主要取決于纖維間的結(jié)合 力。兩性聚丙烯酰胺的應(yīng)用研究,在抄紙過程中加入兩性聚丙烯酰胺樹脂（A- 含有羧基，其季銨陽離子基可以與帶負(fù)電荷的纖維 形成離子鍵，羧基可與硫酸鋁中Al3+配位絡(luò)合，同 時絡(luò)合的Al3+又可與纖維形成配位鍵，増加了纖維 間的作用力，因此也就提高了紙的裂斷長和耐破度。 2. 2助劑

兩性聚丙烯酰胺在其分子結(jié)構(gòu)中，既有陽離子 基又有陰離子基，其増強(qiáng)作用和助留助濾作用優(yōu)于 陽離子型高分子助劑，更優(yōu)于陰離型高分子助 劑[21，22]。

兩性助劑比陽離子助劑能更有效地提高紙頁的 強(qiáng)度、填料留著率和紙機(jī)的濾水性，從而提高紙機(jī)車 速，大大減輕白水處理負(fù)荷。當(dāng)今抄紙從酸性向中 性、堿性轉(zhuǎn)變，所以急需開發(fā)性能良好的兩性助劑。 一般在兩性助劑的一個分子鏈上有不同的電荷分布 在不同的鏈節(jié)上，容易適應(yīng)比較復(fù)雜的濕部化學(xué)環(huán) 境，從而取得較好的使用效果，是值得深入研究和開 發(fā)的領(lǐng)域。

3兩性聚丙烯酰胺在采油等方面的應(yīng)用

超高分子量聚丙烯酰胺現(xiàn)主要應(yīng)用于油田三次 采油、造紙濕部以及廢水處理等領(lǐng)域，具有“反聚電 解質(zhì)效應(yīng)’的水溶性兩性聚合物是理想的高溫、高鹽 油藏聚合物驅(qū)油劑[23]。在油田領(lǐng)域內(nèi)，聚丙烯酰胺 可用作鉆井液的増稠劑[24]、泥漿的降粘劑[25~27]、 降濾失劑[28~34]、堵水調(diào)剖劑[35~ 38]和驅(qū)油劑[39]等。

此外，兩性聚丙烯酰胺也可應(yīng)用于礦物篩 選[40]、高吸水性樹脂[41]、皮革復(fù)鞣劑[42]、表面活性 劑[43]和土壤改良^叫等方面。

4展望

兩性聚丙烯酰胺絮凝劑分子量高，陰、陽離子度 便于控制，溶解性好，抗鹽性強(qiáng)，兩性聚丙烯酰胺的應(yīng)用研究,因此在水處理、造 紙、采油等領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用前景。近十年 來，雖然研究人員在有機(jī)高分子絮凝劑的應(yīng)用方面 取得了很大的進(jìn)展，但在許多方面，特別是對絮凝劑 的合成、性能及應(yīng)用關(guān)系的研究和促進(jìn)產(chǎn)品工業(yè)化 方面，還有待進(jìn)一步提高。