聚丙烯酰胺是一种常见聚合物，具有多种用途，在石油开采、造纸工业、矿业农业、水处理等领域用途广泛。依赖于其结构式和主链上的化学基团，可以制备为阳离子型和阴离子型聚丙烯酰胺，具有不同的表面带电特性。
典型的阴离子型聚丙烯酰胺结构式
典型的阳离子型聚丙烯酰胺结构式
在这个应用中，我们通过丹东百特BeNano 180 Zeta Max纳米粒度及Zeta电位分析仪检测了两个用于水处理的聚丙烯酰胺样品的Zeta电位，其中一个为阳离子型另一个为阴离子型。
不同带电性质的聚丙烯酰胺用途不同，例如在污泥脱水用途中，污泥中含有大量的水分，通过添加阳离子聚丙烯酰胺，可使污泥中的细小颗粒絮凝成较大的絮体，改善污泥的脱水性能，便于后续的过滤和压榨，从而降低污泥的含水率，有利于污泥的运输和处置。在去除污水悬浮物用途中，对于含有悬浮颗粒的工业废水和生活污水，阴离子聚丙烯酰胺或非离子聚丙烯酰胺能使悬浮颗粒快速凝聚沉淀，通过沉淀或过滤等工艺将其从水中去除，达到净化水质的目的。所以检测聚丙烯酰胺表面带电特性非常重要。
样品和制备
我们测试了两个聚丙烯酰胺样品，分别是阳离子型和阴离子型。样品均为白色粉末，将其分别用蒸馏水分散，配制成1mg/mL的悬浮液。
在25℃下使用毛细管电极进行测试，每个样品进行多次重复性测试，以得到平均Zeta电位和Zeta电位分布信息。
结果和讨论
图1. 阴离子聚丙烯酰胺的相图
图2. 阴离子聚丙烯酰胺Zeta电位分布图
图3. 阳离子聚丙烯酰胺的相图
图4. 阳离子聚丙烯酰胺Zeta电位分布图
表1. Zeta电位测试结果
通过图1-图4以及表1中的结果可以看出，两个样品的相图质量较高，重复性较好。阴离子型聚丙烯酰胺Zeta电位结果为-14.02±0.77mV，其表面携带有负电荷；阳离子型聚丙烯酰胺Zeta电位为50.68±3.15mV，说明其表面携带有正电荷。
两个样品的Zeta电位分布较窄，说明电荷在这两种高分子材料上分布都比较均匀。其中阳离子型聚丙烯酰胺的电位幅值明显高于阴离子型聚丙烯酰胺，这可能说明阳离子型聚丙烯酰胺所带正电荷密度高于阴离子型聚丙烯酰胺所带负电荷密度。
了解电荷的种类和密度，对于该样品在水处理中的应用非常重要。
结论
通过对两个携带不同电荷的聚丙烯酰胺样品进行测试，发现其电位符号与其标注的阳离子和阴离子相对应。测试结果重复性较好，电位幅值具有较大差别，可能与其电荷密度不相关。
