یکی دیگر از محصولات پلیمری پر مصرف در صنایع گوناگون پلی الکترولیت (polyelectrolyte) است. این محصول، جزء فلوکولانت‌ها محسوب می‌شود که به عنوان پلی آکریل آمید نیز شناخته می‌شود. به طور کلی پلی آکریل آمیدها به سه دسته آنیونیک، کاتیونیک و نانیونیک تقسيم می‌شوند. هر سه این مواد شامل خاصیت پلیمری و الکترولیتی هستند. کاربرد عمده الکترولیت برای از بین بردن کلوییدها و ناخالصی‌های موجود در آب، فاضلاب و همچنین پساب است که از طریق انعقاد و لخته سازی صورت می‌گیرد. برای حذف کامل کلوییدها و ایجاد فلاک‌های بزرگ‌تر و سنگین‌تر از یک سری دیگر از مواد منعقد کننده می‌توان استفاده کرد. در این مقاله به معرفی پلی الکترولیت، ویژگی‌ها و کاربردهای آن پرداخته خواهد شد. اگر مایل هستید در این مورد اطلاعاتی کسب کنید حتماً این مطالب را تا پایان دنبال کنید.
پلی الکترولیت (polyelectrolyte) چیست؟
الکترولیت ماده‌ای پلیمری است که از طریق انعقاد باعث کاهش ناخالصی‌ها و پساب فاضلاب‌ها می‌شود. این ماده پلیمری به صورت محلول در آب است که متشکل از مولکول‌های آکریل آمید است. به طور کلی الکترولیت ماده‌ای زیست تخریب ناپذیر است که بعد از گذشت چندین هفته، به صورت ترکیبات آلی تجزیه می‌شود.
ظاهر فیزیکی polyelectrolyte به شکل دانه‌های ریز بلوری سفید رنگ و بدون بو است. این ماده قابلیت حل شدن در اتانول، اتر و همچنین کلروفرم را دارد. الکترولیت با سرعتی دو برابر دیگر انواع منعقد کننده ته نشین می‌شود. این محصول در دسته مواد شیمیایی معدنی قرار دارد. این محصولات در حالت عادی به شکل پودر بوده ولی در بعضی حالت‌های خاص با توجه به نیاز مشتری به شکل مایع نیز تولید می‌شوند. مواد الکترولیت دارای گریدهای مختلف صنعتی هستند اما گرید خوراکی آن به هیچ وجه تولید نمی‌شود.
انواع polyelectrolyte
پلی آکریل آمید با توجه به نوع بار الکتریکی که در آن‌ها به وجود می‌آید شامل سه دسته آنیونی، کاتیونی و نانیونیک است. در زیر به جزئیات هر کدام از انواع الکترولیت پرداخته خواهد شد. بنابراین توصیه می‌شود مطالب این بخش را نیز تا پایان مطالعه بفرمایید.
پلی الکترولیت آنیونی
به مواد polyelectrolyte که دارای بار الکتریکی منفی هستند الکترولیت آنیونی یا فلوکولانت گفته می‌شود. به طور کلی آنیون به صورت هوپلیمرها و کوپلیمرهای نمک اکریلیک اسید با آکریل آمید بوده که یک پلیمر خطی است. این نوع پلیمر در دماهای بسیار بالا تحت عمل پلیمریزاسیون سنتز می‌شود.
الکترولیت آنیونی در حلال‌هایی مانند اتر، بنزن، استون و دیگر انواع حلال‌های ارگانیک غیر قابل حل است. این ماده در عین حال از خواص ارزشمندی مانند لخته‌سازی برخوردار است. الکترولیت آنیونی همچنین می‌تواند عملیاتی مانند ضخیم سازی، خاصیت برشی و پراکندگی را به اجرا درآورد. از این نوع الکترولیت در بازیافت روغن، کارخانجات سنگ‌بری، شستشوی زغال‌سنگ، متالوژی، انعقاد مواد شیمیایی، تولید شکر، داروسازی، صنعت نساجی، کاغذسازی، بتن، انواع مصالح ساختمانی و حفاظت از محیط زیست استفاده می‌شود.
پلی آکریل آمید کاتیونی
این ماده به صورت هوپلیمر یا کوپلیمرهایی با آکریل آمید است که از بار الکتریکی مثبت برخوردار است. این نانوذرات کاتیونی به صورت سه مونومری به یکدیگر متصل شده‌اند و چگالی، بار و وزن مولکولی آن‌ها به یکدیگر وابسته است. پلی آکریل آمید کاتیونی متشکل از اپی کلروهیدرین و دیگر آمین‌های ثانویه مانند دی متیل آمین است.
پلی الکترولیت نانیونیک
الکترولیت‌های نانیونیک به شکل هوپلیمرهای بدون بار یا خنثی هستند که به عنوان الکترولیت‌های غیر یونی نیز شناخته شده‌اند. فرمول شیمیایی آن به شکل زیر است:
(C4H6)n/2(C=O)2(NH2)2
روش تولید پلی الکترولیت (polyelectrolyte)
تولید مواد الکترولیت از طریق پلیمریزاسیون فاز مایع آکریل آمید صورت می‌گیرد. این روش پلیمریزاسیون با استفاده از محلول‌های آبی در محدوده دمایی 60 درجه سانتیگراد انجام می‌شود. درصد غلظت‌ها در این ترکیب به صورت 0.36 آکریل آمید و0.04 اسید آکریلیک است. با استفاده از ویژگی‌های القایی تابش و گرم شدن مایکروویو، زنجیره‌های پلیمری خطی با خواص حلالیت خوب در آب تشکیل می‌شود. در این حالت غلظت مونومر باقیمانده کاهش یافته و باعث افزایش ظرفیت لخته‌سازی پلیمرهای تولید شده می‌شود. بنابرين تولید آکریل آمید به راحتی صورت می‌گیرد. این ماده دارای ویژگی‌های خاصی است که سبب می‌شود عملیات سنتز پلیمرهای دارای وزن مولکولی بالا، به آسانی انجام پذیر نباشد.
نحوه عملکرد الکترولیت در لخته کردن و تصفیه فاضلاب
نحوه عملکرد الکترولیت به این صورت است که مقدار اندازه‌گیری شده از الکترولیت را در محلول مورد نظر ریخته سپس بعد از این که به طور کامل حل شد شروع به لخته سازی می‌کند و ته‌نشین می‌شود.
زمانی که پلی آکریل آمید کاتیونی با فاضلاب، ترکیب می‌شود؛ گروه‌های آمید فعال جذب کننده، بر روی زنجیره پلیمری ایجاد شده بر سطح مواد معلق در فاضلاب، قرار می‌گیرند و باعث ایجاد یک پل می‌شوند. این روش طوری صورت می‌گیرد که آب از ساختار جدید خود خارج می‌شود.
با این فرآیند لخته‌های کوچک شروع به شکل‌گیری می‌کنند و بعد از آن‌ها فلاک‌های بزرگ‌تر تشکیل می‌شوند. شکل‌گیری این فلاک ها باعث افزایش سرعت رسوب در شفاف کننده‌ها و شناورهای موجود در سیستم‌های DAF شده و در نتیجه آب‌گیری از لجن بیشتر می‌شود.
کاربرد polyelectrolyte کاتیونی
از پلی آکریل آمید کاتیونی در سیستم‌های تصفیه فاضلاب شهری یا خانگی استفاده فراوان می‌شود. این مواد همچنین در کاغذسازی، صنعت نفت و گاز، صنایع پتروشیمی، صنایع معدنی و نساجی، انعقاد انواع مواد شیمیایی کاربرد دارد. الکترولیت‌های کاتیونی همچنین در چرم سازی، رنگرزی، حفاری، کارخانه‌های صنایع غذایی و تولید سموم کشاورزی مورد استفاده، قرار می‌گیرند.
پلی الکترولیت MSDS
پلی آکریل آمیدها در برندهای مختلفی تحت عناوین polyelectrolyte شیان، تیانران، کمیرا، بسفلاک، اکوگرین، فویون، تیانا و … وارد بازار می‌شوند. قیمت برندهای مختلف پلی آکریل امیدها با توجه به کیفیت‌های گوناگونی که دارند مختلف است. هر کدام از انواع پلی آکریل آمید کاتیونی، آنیونی و نانیونیک دارای گریدهای مختلفی هستند. به عنوان نمونه از گریدهای آنیون می‌توان به A500 ، million20 ،whitegranule و fastcompletr اشاره کرد. از گریدهای کاتیونی نیز می‌توان C1000، cationic، white ،drypowder و <40 min را نام برد.
جمع‌بندی
در این مقاله به معرفی و بررسی ویژگی‌ها و کاربردهای پلیمرهای پلی آکریل آمید یا همان پلی الکترولیت پرداخته شد. همان طور که گفته شد؛ پلی اکریل آمیدها نوعی پلیمر صنعتی هستند که در جهت انعقاد سازی کاربرد دارند. این مواد با مکانیسم تولید یون، می‌توانند تبدیل به یک زنجیره مولکولی دارای بار الکتریکی شوند. polyelectrolyte به سه دسته پلی آکریل آمید کاتیونی، آنیونی و نانیونیک تقسيم بندی می‌شود که هر کدام از این‌ها دارای خواص و ویژگی‌های منحصر به فردی هستند. کاربرد عمده این مواد در فرآیند تصفیه فاضلاب شهری و خانگی، صنایع رنگ‌سازی، نساجی، چرم سازی و … است.
پاسخ دهید
میخواهید به بحث بپیوندید؟مشارکت رایگان.