PAMの技術仕様

テクニカル指標ポリアクリルアミド一般的には分子量、加水分解度、イオン度、粘度、残留モノマー含有量などが評価基準となるので、これらの指標からPAMの品質を判断することもできます。

01分子量

PAM の分子量は非常に高く、近年大幅に改良されました。1970年代に使用されていたPAMの分子量は数百万でした。1980年代以降、最も効率的なPAMの分子量は1500万を超え、中には2000万に達するものもありました。「これらのPAM分子は、10万個以上のアクリルアミドまたはアクリル酸ナトリウム分子から重合されています（アクリルアミドの分子量は71で、10万個のモノマーからなるPAMの分子量は710万です）。」

一般的に、分子量の高いPAMの方が凝集性能に優れており、アクリルアミドの分子量は71、モノマー数10万のPAMでは710万です。ポリアクリルアミドおよびその誘導体の分子量は数十万から1000万以上まで様々で、分子量に応じて低分子量（100万未満）、中分子量（100万～1000万）、高分子量（1000万～1500万）、超分子量（1500万以上）に分類されます。

高分子有機物の分子量は、同じ製品であっても完全に均一ではなく、公称分子量はその平均です。

02加水分解度とイオン度

PAMのイオン度はその使用効果に大きな影響を与えますが、適切な値は処理対象物の種類や性質によって異なり、状況によって最適な値も異なります。処理対象物のイオン強度が高い（無機物が多い）場合はPAMのイオン度を高くし、逆に低い場合は低くする必要があります。一般的に、陰イオン度は加水分解度と呼ばれます。イオン度は一般的に陽イオンを指します。

イオン性 = n/(m+n)*100%

初期段階で製造されたPAMは、-COONa基を含まないポリアクリルアミドモノマーから重合された。使用前にNaOHを添加して加熱し、-CONH2基の一部を-COONaに加水分解する必要がある。反応式は以下のとおりである。

-CONH2 + NaOH → -COONa + NH3↑

加水分解中にアンモニアガスが発生します。PAM中のアミド基の加水分解率はPAMの加水分解度、つまりアニオン度と呼ばれます。この種のPAMは使用が難しく、性能も劣るため（加熱加水分解によりPAMの分子量と性能が著しく低下するため）、1980年代以降はほとんど使用されなくなりました。

現代のPAM生産にはさまざまな異なる陰イオン度の製品があり、ユーザーは必要に応じて実際のテストを通じて適切な品種を選択でき、加水分解する必要がなく、溶解後に使用できます。しかし、習慣的な理由から、凝集剤の溶解プロセスを加水分解と呼ぶ人もいます。加水分解とは水の分解、つまり化学反応であることに注意する必要があります。PAMの加水分解ではアンモニアガスが発生しますが、溶解は単なる物理的作用であり、化学反応ではありません。これら2つは根本的に異なるため、混同しないでください。

03残留モノマー含有量

PAMの残留モノマー含有量とは、アクリルアミドモノマーアクリルアミドの重合において、不完全な反応によってポリアクリルアミドへと変化し、最終的にアクリルアミド製品に残留します。これは、食品産業に適しているかどうかを判断する上で重要な指標となります。ポリアクリルアミド自体は無毒ですが、アクリルアミド自体にも毒性があります。工業用ポリアクリルアミドでは、未重合のアクリルアミドモノマーの微量の残留を避けることは困難です。そのため、残留モノマー含有量は、アクリルアミド製品の品質管理において重要な要素となります。PAM製品厳格に管理する必要があります。飲料水や食品業界で使用されるPAMの残留モノマー量は、国際的に0.05%を超えてはなりません。海外の有名製品では0.03%未満です。

04粘度

PAM溶液は非常に粘性が高いです。PAMの分子量が高いほど、溶液の粘度は高くなります。これは、PAM高分子が細長い鎖であり、溶液中を移動する際の抵抗が大きいためです。粘度の本質は、溶液中の摩擦力の大きさを反映しており、内部摩擦係数とも呼ばれます。あらゆる種類の高分子有機物の溶液の粘度は高く、分子量の増加に伴って増加します。高分子有機物の分子量を決定する方法は、特定の条件下で特定の濃度の溶液の粘度を測定し、特定の式に従ってその分子量（「粘性平均分子量」）を計算することです。