聚丙烯酰胺在應力作用下具有非牛頓流動特性，在分子間發生亞胺化反應而不溶于水。在酰胺基及雙鍵下丙烯酰胺單體可以與許多物質發生化學反應。在酰胺基和雙鍵位置引入不同的官能基團，運用不同的工藝，便可以得到不同的電荷產品。酰胺基能夠發生脂肪族酰胺所發生的基本反應，能夠制得多種功能性的衍生物。在一定情況下，這些化學反應制取聚丙烯酰胺衍生物比共聚反應更容易操作，且節約投資成本。
（1）水解反應
聚丙烯酰胺在堿性條件和一定溫度下能夠發生水解反應。水解后的產物中會殘留物質有酰胺。也就是說，聚丙烯酰胺只有一部分發生了水解，沒有完全水解。部分水解得到的聚丙烯酰胺混合液，通常叫做水解聚丙烯酰胺。
部分水解聚丙烯酰胺溶解解離出帶負電的鏈節，即陰離子型聚丙烯酰胺。陰離子型聚丙烯酰胺比非水解聚丙烯酰胺更容易溶解，增粘能力也更好。要制備水解度小于50%的水解聚丙烯酰胺，利用水解反應即可得到，操作方便、簡單。但要制得水解度70%以上的水解聚丙烯酰胺需要通過丙烯酰胺和丙烯酸鈉共聚制取。
（2）交聯反應
聚丙烯酰胺與一些醛類及樹脂在酸性條件下共熱可發生交聯反應。分子間的酰胺基經過亞甲基而交聯生成不溶性凝膠。凝膠的速度與反應物的濃度及溫度成正比關系。此外，水解聚丙烯酰胺及丙烯酰胺共聚物的水溶液與高價金屬離子生成的多核羥橋絡離子可交聯反應生成凝膠。
（3）其它反應
聚丙烯酰胺還可發生曼尼希（Mannich）反應、霍夫曼（Hoffman）降解、羥甲基化和磺甲基化反應生成各種聚丙烯酰胺衍生物。
