两性聚电解质（ampholyticpolyelectiolyte)或两 性聚合物(poly ampholyte)通常是指大分子链上同时 带有阴、阳离子基团的高分子。这类高分子性质较 为独特，静电相互作用既可为排斥力，也可为吸引 力，取决于分子链中阴、阳离子基团的相对数目和溶 液的pH值，在溶液性质方面具有明显的反聚电解 质效应。20世纪90年代以来，国外对两性聚丙 烯酰胺的研究和开发趋于活跃，美国、日本开发的两 性离子型聚丙烯酰胺12~7]在技术和经济上己具有 工业价值。我国对聚丙烯酰胺的研究和生产始于 20世纪60年代，先后开发了水解聚丙烯酰胺、水溶 状阳离子聚丙烯酰胺、粉状阳离子聚丙烯酰胺以及 淀粉改性的阳离子聚丙烯酰胺等品种。但对两性聚 丙烯酰胺的研究和开发较少。近年来有关两性聚电 解质性质和应用的研究引起了世界学者的关注，两 性聚丙烯酰胺己广泛应用于水处理剂、造纸和新型 油田高分子化学剂等领域。因此，开发和生产高性 能的两性聚丙烯酰胺具有十分重要的意义。

1两性聚丙烯酰胺的结构与在水处理中应 用的关系

两性聚丙烯酰胺分子中含有阴离子和阳离子， 两性聚丙烯酰胺的应用研究,它们在分子链中的分布与含量对分子链的卷曲形态 有很大的影响，进而影响其絮凝助滤效果。林芸、李 万捷等认为两性聚合物絮凝剂中的阳离子可以 捕捉带负电荷的有机悬浮物，适量的阴离子单元和 中性单元可以促进无机悬浮物的沉降，起絮凝助剂 的作用。分子中含有的几种活性基团能与染料分子 作用产生络合物沉淀，脱色效果较明显[9]。曹加 胜110]等认为两性聚丙烯酰胺中各单体单元在分子 链上交替分布。由于煤粒的表面呈负电性，两性聚 丙烯酰胺在煤粒表面的吸附方式为平躺式和环式或 尾式的复合形式，阳离子通过电荷引力等作用与煤 粒相连接，阴离子则通过与煤粒表面的负电荷的排 斥作用伸展，所以两性聚丙烯酰胺易于在煤粒间架 桥，有利于煤粒的聚集与沉降，具有较好的助滤性 能，并且受煤浆pH的影响较小。因此两性聚丙烯 酰胺具有优良的絮凝助滤性能。

1. 1絮凝剂

两性高分子聚合物用作絮凝剂不仅可除去废水 中的悬浮物和胶体，而且可除去一般絮凝剂所不及 的物质——废水中的溶解物(如有色物质、腐植酸及 表面活性剂等)。这是因为两性高分子中的阴、阳离 子基团能与色度物质、腐植酸类物质及表面活性剂 等发生络合(螯合)作用，再通过絮凝沉淀达到净化 的目的，因此可望在印染废水处理、微污染给水处理 及真溶性有机物的去除方面起到积极的作用。国内 外己有不少两性高分子聚合物用于印染废水处理的PAMR),由于其大分子中既含有季铵阳离子基，又[3] Shigeru S Hisao O, Sludge de^,ydrating agent: JP，0329-.

1.2 污泥脱水混凝剂

国外己有将两性高分子聚合物用于污泥脱水的 实践。经过两性高分子絮凝剂处理的污泥，沉淀性 能好，且泥饼含水量少。目前，在此方面的研究工作 中，我们发现两性高分子絮凝剂能明显加快污泥的 沉降速度，改善污泥的过滤性和脱水滤饼的剥离 性[14]。两性絮凝剂在酸性或碱性条件下，大分子带 有正电或负电，分子团可以伸展开，因此在大多数 pH值下，絮凝效果都好[15]。

1.3金属离子吸附剂

两性高分子内阴、阳离子基团能与金属离子发 生螯合作用，而在等电点时又可将其释放出来，利用 此性质可将金属离子分离回收。两性高分子可反复 使用，这对重金属污染的治理将起到积极的作用。 国内外己有这方面的研究报道116,17]。

两性聚电解质兼有阴、阳离子基团，在不同介质 中所带离子类型可能不同，因此，可用于处理带不同 电荷的污染物，特别是用于污泥脱水时，不仅有电性 中和、吸附架桥作用，而且还有分子间的“缠绕”包裹 作用，可使被处理的污泥颗粒变粗大、脱水性变好。 两性聚电解质适用范围广，在酸、碱性介质中均可使 用。近几年来国外对两性水处理剂重新开展了实用 性研究，相继发表了一些专利，主要为天然高分子改 性类和聚丙烯酰胺类两性水处理剂。

2两性聚丙烯酰胺的结构与在造纸中应用 的关系

在造纸工业中的主要应用有两个方面:一是提 高填料和细小纤维的留着率，减少原材料的流失和 对环境的污染;二是提高纸张的强度[18]。随着纸机 运行速度的加快及废纸使用量的加大，如何优化纸 机湿部及减少由于废纸的使用带来的阴离子等杂质 的干扰，己成为现代纸机面临的重要问题[19]。两性 化学助剂在増强、助留、助滤及电荷平衡等方面具有 良好效能，近年来受到了重视并得到了广泛的应用。 2.1 纸张增强剂

实验[20]考察了各种类型的聚丙烯酰胺对纸张 増强的影响，两性聚丙烯酰胺的应用研究,发现两性聚丙烯酰胺除具有能弥补阴、 阳离子型聚丙烯酰胺各自的不足，调节系统阴、阳电 荷的离子平衡等优点外，还可防止抄造系统白水循 环利用时可能发生的电荷逆转问题。

纸的裂断长和耐破度主要取决于纤维间的结合 力。两性聚丙烯酰胺的应用研究,在抄纸过程中加入两性聚丙烯酰胺树脂（A- 含有羧基，其季铵阳离子基可以与带负电荷的纤维 形成离子键，羧基可与硫酸铝中Al3+配位络合，同 时络合的Al3+又可与纤维形成配位键，増加了纤维 间的作用力，因此也就提高了纸的裂断长和耐破度。 2. 2助剂

两性聚丙烯酰胺在其分子结构中，既有阳离子 基又有阴离子基，其増强作用和助留助滤作用优于 阳离子型高分子助剂，更优于阴离型高分子助 剂[21，22]。

两性助剂比阳离子助剂能更有效地提高纸页的 强度、填料留着率和纸机的滤水性，从而提高纸机车 速，大大减轻白水处理负荷。当今抄纸从酸性向中 性、碱性转变，所以急需开发性能良好的两性助剂。 一般在两性助剂的一个分子链上有不同的电荷分布 在不同的链节上，容易适应比较复杂的湿部化学环 境，从而取得较好的使用效果，是值得深入研究和开 发的领域。

3两性聚丙烯酰胺在采油等方面的应用

超高分子量聚丙烯酰胺现主要应用于油田三次 采油、造纸湿部以及废水处理等领域，具有“反聚电 解质效应’的水溶性两性聚合物是理想的高温、高盐 油藏聚合物驱油剂[23]。在油田领域内，聚丙烯酰胺 可用作钻井液的増稠剂[24]、泥浆的降粘剂[25~27]、 降滤失剂[28~34]、堵水调剖剂[35~ 38]和驱油剂[39]等。

此外，两性聚丙烯酰胺也可应用于矿物筛 选[40]、高吸水性树脂[41]、皮革复鞣剂[42]、表面活性 剂[43]和土壤改良^叫等方面。

4展望

两性聚丙烯酰胺絮凝剂分子量高，阴、阳离子度 便于控制，溶解性好，抗盐性强，两性聚丙烯酰胺的应用研究,因此在水处理、造 纸、采油等领域具有十分重要的应用前景。近十年 来，虽然研究人员在有机高分子絮凝剂的应用方面 取得了很大的进展，但在许多方面，特别是对絮凝剂 的合成、性能及应用关系的研究和促进产品工业化 方面，还有待进一步提高。