陰離子型聚丙烯酰胺高分子絮凝劑的分子量高于陽離子型，而且分子內(nèi)離子基團間的相互排斥，在水中分子鏈的伸展度較大，因而具有良好的粒子絮體化性能。

      這類絮凝劑有羧酸鹽類的弱酸型和磺酸鹽類的強酸型。磺酸鹽類的絮凝劑有不易受pH和鹽類影響的特點，有效地用于礦物懸浮液的沉降分離。因合成技術(shù)和價格上的原因其應(yīng)用受限制。目前作為陰離子型高分子絮凝劑常用的是各種不同水解度的聚丙烯酰胺(HPAM)和聚丙烯酸鈉(PAA-Na),以及丙烯酰胺的其他陰離子型共聚物，包括含磺酸鹽。

      PAA-Na對金屬氧化物之類帶正電荷的懸浮粒子表現(xiàn)了良好的絮凝性能。因而，諸如在氧化鋁生產(chǎn)中紅泥的分離、液體燒堿的精制等方面得到了應(yīng)用。另一方面，聚丙烯酸鈉還特別適用于食品、水產(chǎn)加工等含蛋白質(zhì)、酪蛋白的廢水處理，處理得到的污泥可用于飼料生產(chǎn)。由于蛋白質(zhì)在等電點的酸性一側(cè)顯示陽離子(NH3)性質(zhì)，聚丙烯酸鈉很容易與之反應(yīng)生成不溶性鹽。所以，在中性或酸性條件下，對這類廢水的處理多數(shù)是有效的。聚丙烯酸鈉對于帶有高負電荷的懸浮顆粒是不適用的。

       處理水的pH值為中性到堿性，含無機質(zhì)多的懸浮液是適用的。但要注意的是，應(yīng)根據(jù)不同分散體系的性質(zhì)和不同處理目的選用與之相適應(yīng)的聚合物和工藝。

      HPAM的絮凝性能與其酰氨基和羧酸基的比例有關(guān)。酰氨基：羧酸基=2：1，即水解度33%（摩爾）時的絮凝效果*；酰氨基：羧酸基=9：1，即水解度10%（摩爾）時的絮凝效果*差。這是因為其分子鏈的有效長度依賴于水解度。聚丙烯酰胺分子中有一部分酰氨基-CONH2是以正酰胺離子—CONH3的形式存在，對水解度為10%的HPAM,因其陰離子的—COO與-CONH3間的靜電吸引力作用，分子鏈收縮，有效長度變短，因而絮凝效果*差。進一步水解到約33%的水解度，這時陰離子基團占了優(yōu)勢，羧基間的同性相斥作用使分子鏈的有效長度變長，這是顆粒間架橋的*適宜的長度。當(dāng)水解度繼續(xù)提高到超過約33%時，分子鏈中的陰離子基團太多，以致與懸浮顆粒間的排斥作用增大，分子鏈過度伸展而變得僵直，反而不易吸附和架橋，因此絮凝效果下降。

      陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑屬于聚電解質(zhì)，分子鏈的伸展度還受pH和外加鹽類的影響，*終也影響到絮凝性能。該圖是水解度為30%的HPAM的比黏度、吸附率、上清液的澄清性能與pH之間的關(guān)系。由圖可以看到，在pH約7時，比黏度*，說明分子鏈伸展度*，吸附率在35%左右，其絮凝性能*，透光率在90%以上。

      pH一方面影響絮凝劑，另一方面又影響分散顆粒的電荷性質(zhì)。以高嶺土為例，在酸性條件下呈正電性，在堿性條件下呈負電性。當(dāng)采用聚丙烯酸鈉類的高負電荷的陰離子型絮凝劑時，在堿性范圍內(nèi)因靜電排斥作用，聚合物難以被吸附到顆粒表面上，因此難以產(chǎn)生絮凝作用。但是，在酸性范圍內(nèi)由于羧基和粒子間產(chǎn)生氫鍵，因而就可能具有絮凝作用。而HPAM,因其分子中以含丙烯酰胺鏈節(jié)為主，酰氨基的強吸附性可克服聚丙烯酸的以上缺點。

      還可以預(yù)計到，由于溶解用水的水質(zhì)會影響分子鏈的伸展度，也會影響絮凝劑的絮凝性能。尤其是溶解水中含有Ca2+、A3+等離子時，其沉降速率下降，特別是離子價數(shù)越高，下降幅度就越大。但是，如果預(yù)先在懸浮液中投加二價金屬離子后再投加高分子絮凝劑，那么其絮凝性能就會得到提高。二價金屬離子與羧酸基形成陽離子絡(luò)合物RCOOCa +,而后者可附著在顆粒表面，因而降低了表面的負電荷和顆粒間的靜電排斥力，相應(yīng)地增大了橋連作用。丙烯酰胺在聚合過程中容易出現(xiàn)支化結(jié)構(gòu)。支化高分子與分子量相同的直鏈高分子比較，支化會縮短鏈的有效長度，以致削弱顆粒間的架橋，使絮凝效果變差（見圖11-10)。在3%高嶺土懸浮液中投加水解度20%的HPAM。直鏈型HPAM的沉降速率隨分子量的增大而增大；而支鏈型HPAM的沉降速率低于直鏈型的，且當(dāng)其分子量增加到一定數(shù)值之后，沉降速率甚至出現(xiàn)下降的現(xiàn)象。由此可見，在合成時應(yīng)盡量選用產(chǎn)生支化結(jié)構(gòu)少的聚合條件。