聚丙烯酰胺是一种由丙烯酰胺单体聚合而成的高分子化合物，是水溶性化合物。部分水解聚丙烯酰胺是分子中含有丙烯酰胺和丙烯酸盐链节的聚合物，是一种阴离子型聚丙烯酰胺。链节是聚合物高分子链中化学组成能够重复的最小单元。聚丙烯酰胺结构式中，-CH2-C(CONH2)H-是基本结构单元，即聚丙烯酰胺的链节。在聚合物中，基本结构单元重复的次数称为链节数。聚合物高分子链中含有重复单元的数目称聚合度，若形成聚合物的单体为一种物质，则链节数就是其聚合度。链节的相对分子质量与链节数的乘积即为聚合物的相对分子质量。

    聚合物是一种化学组成相同（链节结构相同）而相对分子质量不同的同系物组成的混合物，这种相对分子质量的不均一性，称为聚合物的相对分子质量的多分散性。因为聚合物相对分子质量具有多分散性，所以其相对分子质量只能是一个平均值，即是一个统计平均值。根据统计方法的不同，有数均相对分子质量、质均相对分子质量、黏均相对分子质量和Z均相对分子质量四种相对分子质量。

    聚合物的分子有三种结构形态：线型、支链型和体型 。由许多基本结构单元连接成一个线型长链大分子，这种结构称线型结构，如聚丙烯酰胺。若聚合物长链分子两边连接有相当数量的侧链，称为支链型聚合物。当聚合物高分子链上可以相互作用的官能团在一定条件下交联而成三向空间时，则形成体型结构。

     合成聚合物的反应，按化学反应类型分加聚反应和缩聚反应；按聚合反应机理分逐步聚合反应和连锁聚合反应。逐步聚合反应的特点是形成大分子的过程是逐步的，连锁聚合反应可分为链引发、链增长和链终止三个阶段。由相同或不同的单体通过不饱和键断裂而加成的反应，并生成聚合物的过程，称为加成聚合反应，简称加聚反应。加聚反应不析出低分子副产物。加聚反应又可分为均聚反应和共聚反应，只有一种单体进行的加聚反应称为均聚反应，两种或两种以上的不同单体进行的加聚反应称共聚反应。聚合物按加聚反应类型分均聚物和共聚物，聚丙烯酰胺属于均聚物。一种或几种含有两个或两个以上的官能团的单体，经过多次重复缩合反应，形成聚合物，同时析出低分子副产物的过程，称为缩聚反应，低分子副产物可能是水、醇、氨、氯化氢等。

    聚合物的工艺生产方法有四种，分别为：用没有任何溶剂的纯单体物质进行（本体聚合）；或用单体溶液，让聚合产物自溶液中沉淀出来（溶液聚合）；或用在溶液中不溶的单体悬浮物（悬浮聚合）或用单体乳状液来聚合（乳液聚合）。

    聚丙烯酰胺的合成包括以下四部分：从石油裂解得到原料——丙烯出发制造聚丙烯酰胺，包括制造丙烯晴（CH2=CH-CN）、丙烯酰胺（CH2=CH-CONH2）、丙烯酸（CH2=CHCOOH，生产部分水解聚丙烯酰胺用）和聚合。

     聚丙烯酰胺的化学结构有三类，分别是：阴离子型、阳离子型和非离子型。驱油常用的是阴非离子型及离子型聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺一般不单独作为驱油剂，通常与阴离子型聚丙烯酰胺联用，作为聚合物的防窜剂或调剖剂。要获得水解度在50%以下的部分水解聚丙烯酰胺，大多采用聚丙烯酰胺的水解反应制得，但要制备高水解度（高于70%）的部分水解聚丙烯酰胺，只能采用丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚的方法制得。

    部分水解聚丙烯酰胺的驱油原理：部分水解聚丙烯酰胺在水溶液中发生解离，产生-COO-离子，使整个分子带负电荷，所以部分水解聚丙烯酰胺为阴离子型聚合物，由于分子链上有-COO-离子，链节间有静电斥力，在水中分子链较伸展，所以增黏性好，而且，它在带负电的砂岩表面吸附量较少，因此是目前最适合用于驱油的聚合物。

   在不同的生产工艺条件下，聚丙烯酰胺可被制成四种物理形态及有效含量：乳状液（约30%~50%）、粉末状（85%以上）、胶体状（30%左右）、水溶液（10%左右）。四种物理形态的聚丙烯酰胺在聚合物驱油中均有应用，不同形态的聚丙烯酰胺性能与应用的差别，如表1-1所示。

   聚合物的基本特性，聚合物的化学结构和相对分子质量及相对分子质量的分布，决定了聚合物的性质。聚合物的基本特性如下：一是相对分子质量大；二是具有多分散性；三是几何结构具有多样化；四是具有稳定的化学性能和特殊的物理性能。