امولسیون کاتیونی پم

مکانیسم لخته‌سازی امولسیون پلی‌اکریل‌آمید آب در روغن (W/O) (لخته‌کننده امولسیون کاتیونی) یک فرآیند جامع است که در آن به عنوان یک لخته‌ساز امولسیون کاتیونی در یک سیستم آبی عمل می‌کند. این فرآیند نه تنها شامل ویژگی‌های لخته‌سازی خود مولکول لخته‌ساز امولسیون پم است، بلکه شامل فرآیند ویژه جداسازی امولسیون برای آزادسازی مواد فعال نیز می‌شود. 

فرآیند خاص را می‌توان به مراحل کلیدی زیر تقسیم کرد: 

۱. جداسازی امولسیون و آزادسازی کاتیونی امولسیون پم 

ساختار سیستم امولسیون پم آب در روغن به شرح زیر است: 

فاز آب (حاوی مولکول‌های کاتیونی لخته‌ساز امولسیون یا دیسپرسیون‌های آنها) به عنوان فاز پراکنده عمل می‌کند، توسط فاز روغنی پیوسته (مانند روغن معدنی، روغن گیاهی) احاطه شده و توسط امولسیفایرها (مانند نوع اسپان، نوع توئین) تثبیت می‌شود تا امولسیون تشکیل شود. وقتی این امولسیون به سیستم آبی که قرار است تصفیه شود (مانند فاضلاب، سوسپانسیون) اضافه می‌شود، به دلیل اختلاف فشار اسمزی بین محیط خارجی (فاز آب) و فاز آب داخلی امولسیون، و همچنین انحلال/پراکندگی امولسیفایر در فاز آب، پایداری امولسیون مختل می‌شود و امولسیون‌زدایی رخ می‌دهد: فاز روغنی در مقدار زیادی فاز آب به قطرات ریز روغنی پراکنده می‌شود و به تدریج از فاز آب جدا می‌شود. 

امولسیون کاتیونی پم که در داخل کپسوله شده است (معمولاً یک پلیمر محلول در آب یا یک دیسپرسیون که می‌تواند به سرعت در فاز آب حل شود) به سیستم آب آزاد می‌شود و یک محلول یا دیسپرسیون مولکولی کاتیونی امولسیون پم تشکیل می‌دهد. 

۲. جذب مولکول‌های لخته‌ساز امولسیونی پم روی ذرات کلوئیدی 

مولکول‌های آزاد شده از لخته‌ساز امولسیونی پم از طریق گروه‌های قطبی (مانند گروه آمید -شرکت-ان اچ₂) با ذرات کلوئیدی (مانند رسوب، مواد آلی، میکروارگانیسم‌ها و غیره) در آب تعامل دارند و جذب سطحی را انجام می‌دهند: برهمکنش پیوند هیدروژنی: 

گروه آمید در مولکول امولسیون فلوکولانت پم پیوندهای هیدروژنی با گروه‌های قطبی مانند هیدروکسیل (-اوه) و کربوکسیل (-کوه) روی سطح ذرات کلوئیدی تشکیل می‌دهد. 

نیروی واندروالسی: ساختار زنجیر بلند پلیمر، نیروهای جاذبه واندروالسی را با سطح ذرات ایجاد می‌کند. 

جذب الکترواستاتیکی: اگر ذرات کلوئیدی دارای بار منفی باشند (بیشتر کلوئیدهای طبیعی مانند خاک رس، باکتری و غیره)، اگر زنجیره مولکولی پم فلوکولانت امولسیونی حاوی تعداد کمی از گروه‌های کاتیونی (مانند پم کاتیونی) باشد، می‌تواند از طریق جاذبه الکترواستاتیکی روی سطح ذرات جذب شود. حتی برای پم غیر یونی یا آنیونی، جذب انتخابی می‌تواند از طریق اختلاف چگالی بار موضعی در بخش‌های زنجیره با سطح ذرات رخ دهد. 

۳. خنثی‌سازی الکتریکی 

اثر ذرات کلوئیدی معمولاً به دلیل جذب یون‌ها یا گروه‌ها روی سطوحشان، بارهایی (عمدتاً منفی) حمل می‌کنند. به دلیل دافعه بار شبه‌دودود، تجمع ذرات دشوار است.

مولکول‌های پم (به‌ویژه انواع کاتیونی یا آمفوتریک) می‌توانند با جذب سطحی روی سطح ذرات، برخی از بارهای سطحی را خنثی کنند و نیروی دافعه الکترواستاتیکی بین ذرات را کاهش دهند و احتمال نزدیک شدن و تجمع ذرات را بیشتر کنند. 

۴. لخته‌سازی پل‌مانند (مکانیسم اصلی) ساختار پلیمر زنجیره بلند (لخته‌ساز امولسیونی پم) کلید لخته‌سازی با راندمان بالای آن است: یک زنجیره مولکولی لخته‌ساز امولسیونی کاتیونی می‌تواند همزمان چندین ذره کلوئیدی را جذب کند (سطح هر ذره بخش‌های مختلفی از یک یا چند زنجیره مولکولی را جذب می‌کند). از طریق زنجیره مولکولی پل‌مانند، ذرات کوچک پراکنده به هم متصل می‌شوند و لخته‌های بزرگتری را تشکیل می‌دهند (ساختار پل‌مانند). با افزایش اندازه لخته‌ها، نیروی جاذبه بر رسوب آنها غلبه می‌کند یا آنها توسط فیلتراسیون، شناورسازی و غیره از هم جدا می‌شوند. 

مکانیسم لخته‌سازی امولسیون کاتیونی پم آب در روغن را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد: جدا شدن امولسیون، مولکول‌های پم را آزاد می‌کند → پم از طریق جذب به ذرات کلوئیدی متصل می‌شود → خنثی‌سازی الکتریکی، دافعه ذرات را کاهش می‌دهد → مولکول‌های زنجیره بلند، ذرات را به هم متصل کرده و لخته‌های بزرگی تشکیل می‌دهند → جداسازی جامد-مایع حاصل می‌شود. 

مزیت آن این است که فرم امولسیونی به پم (کاتیونی لخته‌ساز امولسیونی) اجازه می‌دهد تا به سرعت پراکنده و آزاد شود و از مشکل انحلال ناقص پم جامد جلوگیری کند و در نتیجه راندمان لخته‌سازی را بهبود بخشد.

زمینه‌های اصلی کاربرد فلوکولانت امولسیونی کاتیونی عبارتند از: 

۱. تصفیه فاضلاب: فلوکولانت امولسیونی پم می‌تواند در تصفیه فاضلاب خانگی و فاضلاب صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. از طریق اثر فلوکولاسیون، آلاینده‌هایی مانند جامدات معلق، مواد آلی و یون‌های فلزات سنگین موجود در آب حذف می‌شوند تا کیفیت آب بهبود یابد. فلوکولانت امولسیونی کاتیونی اثر تصفیه قابل توجهی بر فاضلاب صنایعی مانند چاپ و رنگرزی، کاغذسازی و فرآوری مواد غذایی دارد. 

۲. آبگیری لجن با پلی آکریل آمید کاتیونی امولسیون پم می‌تواند به طور موثری آب را از ذرات جامد موجود در لجن جدا کند، رطوبت لجن را کاهش دهد و تصفیه و دفع بعدی را تسهیل کند. 

3. میدان معدن در فرآیند فرآوری مواد معدنی، پم فلوکولانت امولسیونی می‌تواند برای شناورسازی سنگ معدن، تصفیه باطله و غیره مورد استفاده قرار گیرد تا میزان بازیابی مواد معدنی بهبود یافته و تخلیه فاضلاب کاهش یابد. 

۴. صنعت کاغذسازی از این ماده برای تقویت کاغذ، کمک به حفظ و زهکشی و غیره استفاده می‌شود تا کیفیت و راندمان تولید کاغذ بهبود یابد. 

5. فلوکولانت امولسیونی صنعت نفت می‌تواند برای تصفیه فاضلاب میدان نفتی، تصفیه گل حفاری و غیره برای بهبود راندمان و حفاظت از محیط زیست استخراج نفت استفاده شود.

ویژگی‌های خاص صنعت

سایر ویژگی‌ها

توانایی تامین

زمان سرب

کارگاه سنتز جیوفانگ فنی

آزمایشگاه جیوفانگ