聚丙烯酰胺（PAM）及其衍生物是应用最广泛的水溶性高分子，主要用于水处理（絮凝剂、污泥脱水剂）、油田（驱油剂、钻井液添加剂）、造纸（助留助滤剂）、选矿（絮凝剂）、纺织（上浆剂）等领域。聚丙烯酰胺分为非离子型（NPAM）、阴离子型（HPAM，部分水解聚丙烯酰胺）、阳离子型（CPAM）和两性型。其中，阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）的产量最大（占70%以上），由聚丙烯酰胺（PAM）在碱性条件下水解（酰胺基转化为羧酸盐）制得。生石灰（石灰乳）是水解剂之一，与氢氧化钠（NaOH）相比，石灰水解产品具有更高的粘度、更好的耐盐性和更低的成本，特别适用于油田三次采油（聚合物驱）和高矿化度废水处理。生石灰为聚丙烯酰胺的“功能化改性”提供了另一种碱源选择。

阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）的“石灰水解”工艺：将丙烯酰胺（AM）单体配成20%-30%水溶液，加入引发剂（过硫酸铵-亚硫酸氢钠、偶氮二异丁脒盐酸盐（V-50）等），在氮气保护下聚合（10-40℃，4-8小时），生成聚丙烯酰胺（PAM）胶块（分子量500万-3000万）。PAM胶块经造粒（绞碎）、干燥（80-100℃，热风或流化床）、粉碎（筛分），得到PAM干粉（分子量保留率≥90%）。将PAM干粉与石灰乳（10%-20% Ca(OH)₂，由新鲜生石灰消化制得）按比例（Ca(OH)₂:PAM=5%-20%质量比）加入捏合机（或双螺杆水解机）中，在70-90℃下捏合（搅拌）1-3小时，发生水解反应：PAM中的酰胺基（-CONH₂）与Ca(OH)₂反应生成羧酸钙（-COOCa）和氨气（NH₃）：2[-CONH₂] + Ca(OH)₂ → [-COO]₂Ca + 2NH₃↑。水解度（羧酸钙基团占总酰胺基的摩尔百分数）通过石灰用量和反应时间控制（5%-40%）。水解反应完成后，产物经干燥、粉碎、筛分，得到阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM，钙盐型）。石灰水解的产品分子量（粘度）高于钠盐水解产品（相同水解度下，Ca²⁺使分子链舒展（离子交联），表观粘度提高30%-50%）；耐盐性（在盐水（NaCl、CaCl₂、MgCl₂）中粘度保留率高于钠盐型（钙盐型分子链上的Ca²⁺与溶液中的Na⁺交换，仍能保持链伸展）），适用于油田回注水（矿化度10000-50000mg/L）和高盐工业废水。缺点是溶解速度慢（钙盐型HPAM在水中溶解需较长时间，因Ca²⁺交联导致颗粒表面形成凝胶层），产品水不溶物（CaCO₃、Ca(OH)₂）含量较高（1%-3%）。工业上常用“石灰-纯碱”复合水解（Ca(OH)₂:Na₂CO₃=1:1-2:1），生成部分钠盐和部分钙盐，兼顾粘度和溶解速度。

在油田三次采油（聚合物驱）中，HPAM（分子量1500万-3000万，水解度20%-30%）配制成500-2000mg/L的溶液，注入油层，提高水相粘度，降低水相渗透率，扩大波及体积，提高原油采收率（EOR，Enhanced Oil Recovery）（提高采收率8%-15%）。石灰水解的HPAM（钙盐型）在油田盐水（含Ca²⁺、Mg²⁺）中的粘度保留率高于钠盐型（钙盐型对高价金属离子不敏感），且成本低于钠盐型（Ca(OH)₂价格仅为NaOH的1/3-1/2）。因此，部分聚合物驱油田（尤其是地层水高矿化度、高硬度的油藏）优先选用石灰水解HPAM。

阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM，钠盐型）的传统水解剂是氢氧化钠（NaOH）：PAM + NaOH → PAM-COONa + NH₃↑。钠盐型HPAM溶解速度快，水不溶物低（<0.5%），但耐盐性差（在Ca²⁺、Mg²⁺存在下易沉淀（羧酸钠与Ca²⁺生成羧酸钙沉淀），粘度急剧下降）。在高矿化度污水（含Ca²⁺ 500-2000mg/L）处理中，钠盐型HPAM的絮凝效果差（聚合物沉淀，失去絮凝作用），钙盐型HPAM（石灰水解）则能保持絮凝活性。

在阳离子型聚丙烯酰胺（CPAM，以丙烯酰胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DAC、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC等阳离子单体共聚）的生产中，共聚物水溶液（pH3-5）需用石灰乳（或NaOH）中和至pH5-7，去除游离酸，提高阳离子度（季铵盐基团的利用率），防止储存中水解（酰胺基在酸性条件下水解，产生羧基，降低阳离子度）。石灰中和的产品稳定性优于NaOH（Ca²⁺与未反应的单体（丙烯酸）生成不溶性丙烯酸钙，易于过滤去除，减少残余单体对聚合物的污染）。

生石灰在聚丙烯酰胺生产中的应用，是“钙代钠”的改性策略。油田化学工程师评价：“石灰水解聚丙烯胺，钙盐驱油耐盐强；高矿污水絮凝好，降本增效油田旺。”——生石灰为聚丙烯酰胺提供“耐盐、增粘、降本”的解决方案。