پلی آکریل آمید چیست؟

این ماده یک پلیمر آلی است که از واحدهای فرعی آکریل آمید تشکیل شده است. در ابتدا، با ساختار زنجیره‌ای ساده، تکرار شونده و خطی تولید می‌شود اما می‌توان آن را اصلاح کرد تا انواع بسیار ساختار یافته، شاخه‌دار و متقاطعی ایجاد کند. این پلیمر کاربردهای زیادی در طیف وسیعی از فرآیندهای صنعتی دارد. یکی از اهداف اصلی استفاده از این پلیمر در جداسازی جامدات و مایعات در بخش‌های فاضلاب شهری و صنعتی است.

به عنوان بخشی از فرآیند تولید، ویژگی‌های یونی پلی آکریل آمید را می‌توان برای دستیابی به درجات مختلفی از کیفیت آنیونی (بار منفی) یا کاتیونی (بار مثبت) و غیر یونی (حداقل بار) دستکاری کرد. به عنوان یک قانون اساسی، زباله‌های شهری (لجن اولیه، SAS  و لجن هضم شده) به یک سیستم پلیمری کاتیونی و پساب‌های صنعتی (دباغ خانه‌ها، شستشوی سنگدانه‌ها و تکمیل فلز) نیاز به تصفیه آنیونی دارند. با این حال، استثناهایی در این قاعده وجود دارند. این محصول در دسته مواد شیمیایی معدنی قرار دارد.

پلیمرها، هم آنیونی و هم کاتیونی، با فرآیندی به نام لخته سازی کار می‌کنند. یک پلیمر مورد نیاز را با آب آشامیدنی در یک مخزن یا ظرف مناسب با غلظت دلخواه به صورت محلول در می‌آورند و به ماتریکس کلوئیدی اضافه می‌کنند. همانطور که محلول پلیمری با پساب مخلوط می‌شود، ذرات کوچک را به یکدیگر متصل می‌کند تا توده‌های بزرگتر یا لخته‌ها را تشکیل دهند که سپس به آسانی توسط گرانش از محلول رسوب می‌کنند تا یک مایع شفافی باقی بماند.

هرچه وزن مولکولی بالاتر باشد، محلول پلیمری چسبناک‌تر و مقاومت برشی بهتری دارد و برای کاربردهایی مانند سانتریفیوژها که در آن نیروهای اختلاط قوی می‌توانند باعث شکسته شدن پلیمرهای با وزن مولکولی پایین و بی اثر شدن آنها شوند، بسیار مهم است. تولید کنندگان پلی آکریل آمید طیفی از لخته سازها و منعقد کننده‌ها را برای تصفیه فاضلاب صنعتی و شهری عرضه می‌کنند و بسته به ترجیحات مشتری می‌توانند این پلیمر را به صورت پودر و امولسیون به فروش برسانند.

خواص پلی آکریل آمید

پلی آیل آمیدها پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا محلول یا متورم در آب هستند که از آکریل آمید یا مشتقات آن تشکیل شده‌اند. دمای انتقال شیشه‌ای آنها بسیار بالاتر از دمای اتاق (> 400 کلوین) است. تنها PAM مهم تجاری، پلی (2-پروپن آمید) است. این پلیمر غیر یونی، محلول در آب و زیست سازگار است که می‌تواند برای پاسخگویی به طیف وسیعی از کاربردها به کار گرفته شود.

این محصول ویسکوزیته آب را افزایش می‌دهد و لخته شدن ذرات موجود در آب را تشویق می‌کند. این پلیمر با پیوند متقابل می‌تواند مقادیر بسیار زیادی آب را جذب و حفظ کند زیرا گروه‌های آمیدی پیوندهای هیدروژنی قوی با مولکول‌های آب تشکیل می‌دهند. درحقیقت، PAM  یک ژل نرم است که در الکتروفورز و به عنوان یک پلیمر فوق جذب کننده آب استفاده می‌شود.

از خواص شیمیایی و فیزیکی این ماده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فرم جامد PAM در دمای بین 220 تا 230 درجه سانتی‌گراد نرم می‌شود.
• نوع محلول این پلیمر در دمای بالای از 110 درجه سانتی گراد تجزیه می‌شود.
• قابلیت حل شدن این ماده در آب بسیار بالاست.
• در حالت عادی غیر سمی است اما وجود مونومرها با یک پیوند مضاعف می‌تواند برای انسان سمی باشد.
• دما تاثیری در حلالیت این ماده ندارد ولی در غلظت ویسکوزیته تاثیرگذار است.
• این متریال در PH بین سه تا 9 ثبات خوبی دارد ولی در مقادیر بالاتر PH ویسکوزیته آن بیشتر می‌شود.

کاربردهای پلی آکریل آمید

این ماده به طور گسترده‌ای به عنوان عامل غلیظ کننده، بایندر، فوق جاذب، نرم کننده خاک، کمک فیلتر، عامل لخته سازی، اتصال دهنده متقاطع، عامل تعلیق، روان کننده و عامل بازیابی روغن استفاده می‌شود. یکی از بزرگترین کاربردهای این پلیمر در تصفیه فاضلاب است. وقتی این ماده به فاضلاب اضافه می‌شود، باعث تجمع و رسوب ذرات معلق خواهد شد. در تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی می‌توان از این پلیمر در کلیه فرآیندهای جداسازی مایع از جامد از جمله تصفیه فاضلاب اولیه استفاده کرد.

حدود 30 درصد پلی آکریل آمید در صنایع نفت و معدنی استفاده می شود. این ماده همچنین برای تصفیه آب حاصل از عملیات معدنکاری استفاده می‌شوند. یکی دیگر از کاربردهای رایج، استخراج و بازیافت روغن است. هنگامی که آب به داخل چاه تزریق می‌شود، Polyacrylamide با افزایش ویسکوزیته آب تزریقی، به هل دادن روغن قفل شده در مخازن به سمت پمپ کمک می‌کند. پلی آکریل آمیدهای کاتیونی (CPAM) برای شکستن امولسیون و برای ترویج فیلتراسیون و آبگیری لجن استفاده می‌شود.

این پلیمر به عنوان یک منعقد کننده آلی اولیه، ذرات کلوئیدی با بار منفی را خنثی می‌کند و در نتیجه باعث ایجاد لخته سازی و رسوب می‌شود که درنهایت حجم لجن را کاهش می‌دهد. در کارخانه‌های کاغذ، عمدتاً از این ماده برای افزایش ماندگاری و آبگیری استفاده می‌شود. یکی دیگر از کاربردهای کم حجم اما مهم این ماده آنیونی و کاتیونی، الکتروفورز ژل برای جداسازی ماکرومولکول است. هنگامی که یک میدان الکتریکی روی یک ژل PAM اعمال می‌شود، پروتئین‌های باردار (منفی) یا اسیدهای نوکلئیک در سراسر ژل به سمت الکترود مثبت مهاجرت می‌کنند.

منبع: ایستا پلیمر شریف