برای خرید مواد شیمیایی و هیدروکسی اتیل دی فسفونیک اسید در صنایع متعدد می‌توانید با شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.

اتیدرونیک اسید چیست؟

فسفونات‌ها ترکیبات شناخته شده‌ای هستند که دارای پیوند اسید لوییس –R(CP) (OHh) بوده و با پیوند CP کووالانسی پایدار مشخص می‌شوند. یکی از مهم‌ترین این ترکیبات 1-هیدروکسی اتان-1و1-دی فسفونیک اسید (HEDP) می‌باشد. این ترکیب به نام‌های اتیدرونیک اسید و یا هیدروکسی اتیلیدن دی فیفونیک اسید شناخته می‌شود و دارای شناسه CAS-number، ۲۸۰۹-۲۱-۴ می‌باشد. فرمول مولکولی این ترکیب C2H8O7P2 بوده و به نام تجاری Belclene 660 نیز شناخته می‌شود.

این ترکیب یک لیگاند چند دندانه است که در محیط‌های آبی با اکثر یون‌های فلزی کمپلکس تشکیل می‌دهد. اگرچه در ابتدا در زمینه تصفیه آب (خرید مواد شیمیایی تصفیه آب) برای كنترل رسوب مورد استفاده قرار گرفت.

این ترکیب به تنهایی می‌تواند در کنترل جزیی خوردگی فولاد خفیف (کم کربن) در محلول‌های حاوی اکسیژن موثر باشد، اما اتیدرونیک اسید در اصل در تصفیه آب به منظور کنترل رسوب کاربرد دارد. کنترل خوردگی با استفاده از HEDP در محلول‌های آبی به خصوص درمورد خوردگی آهن و فولاد به طور گسترده‌ای مورد مطالعه قرار گرفته است.

هیدروکسی اتیلیدن دی فیفونیک اسید جز بازدارنده‌های خوردگی حد واسط طبقه‌بندی می‌شود، چراکه از طریق تشکیل ترکیبات ضعیف با یون‌های فلزی باعث کنترل خوردگی فلزات در شرایط خنثی می‌شود. این ترکیبات به صورت یک لایه محافظ سه بعدی روی سطح را می‌پوشاند. این نوع ترکیب کاربرد گسترده‌ای در صنعت تصفیه آب و فاضلاب دارد که به ویژگی‌هایی همچون سمیت کم، پایداری بالا در برابر هیدرولیز و غیر آلاینده بودن آن بر می‌گردد.

بیشتر بخوانید: ضدخوردگی

ویژگی شیمیایی و پایداری HEDP

ویژگی شیمیایی و پایداری HEDP

ویژگی های شیمیایی HEDP

اتیدرونیک اسید یک اسید ارگانو فسفریک ضدخوردگی است. این ماده می‌تواند با یون‌های آهن، مس و روی کی لیت شود و ترکیبات پایدار کلیتی را تشکیل دهند. این ماده می‌تواند مواد اکسیده شده را روی سطوح این فلزات حل کند. دارای اثرات ضدرسوب و ضدخوردگی در دمای ۲۵۰ درجه است. HEDP از پایداری شیمیایی خوبی در PH بالا برخوردار است، به سختی هیدرولیز می‌شود و در شرایط نوری و گرمای معمولی تجزیه نمی‌شود ، تحمل آن در مجاورت اسید باز و کلر آن نسبت به سایر ارگانو فسفریک اسیدها (نمک) بهتر است.

همچنین می‌تواند با یون‌های فلزی در سیستم آب واکنش نشان دهد تا یک کمپلکس کی لیتی شش جزئی، دارای یون کلسیم را تشکیل دهد. بنابراین این ترکیب دارای اثر ضدرسوبی بوده و هنگامی که به همراه سایر مواد شیمیایی تصفیه آب به کار می‌رود، اثرات هم‌افزایی خوبی را نشان می‌دهد. حالت جامد اتیدرونیک اسید به شکل پودر کریستالی است که برای استفاده در مناطق زمستانی و شرایط انجماد مناسب است.

Clear, water-white to pale yellow solution Appearance
58.0-62.0% Active content
1.42-1.47 Specific gravity at(20◦ C)
2.0 Max pH(1% solution)
10ppm Max Iron(Fe)
450 Min Ca Sequestration (mg CaCO3/g)
2.0% Max Phosphorous acid(as PO33-)
0.8% Max Phosphoric acid(as PO43-)
روش تولید HEDP

روش تولید HEDP

روش تولید اتیدرونیک اسید

روش‌های مختلفی برای تهیه HEDP وجود دارد. شرکت‌های مشهور جهانی مانند Proctor and Gamble، Monsanto، Albright and Wilson و Henkel برای تهیه آن روش‌های خاص خود را به ثبت رسانده‌اند. یکی از محبوب‌ترین روش‌های تهیه آن اضافه کردن PCl3 به محلول آبی اسید استیک و سپس گرم کردن محلول در محدوده 373 K تا 388 K به مدت یک ساعت و  سپس خنک کردن آن تا دمای 343 K است.

سنتز HEDP با افزودن PCl3 ، CH3COOH و آب با نسبت به ترتیب 1 به 3.2 به 1.2 بهبود پیدا می‌کند. فسفونات‌ها در آب بسیار محلول هستند، در حالی که فسفونیک اسیدها به سختی محلول در آب هستند. فسفونات‌ها فرار نبوده و در حلال‌های آلی حل نمی‌شوند.

ساختار شیمیایی HEDP

ساختار شیمیایی HEDP

ساختار شیمیایی و پایداری HEDP

 فسفونات‌ها برخلاف فسفات‌های معدنی دهیدراته مولکولی، از نظر هیدرولیتیکی پایدار هستند و دارای فرمول به شکل زیر هستند:

پایداری بالای اتیدرونیک اسید توسط پژوهشگران متعددی نشان داده شده است. HEDP در آزمایش‌های تجزیه متعددی از جمله جوشیدن به مدت 7 روز و تابش اشعه UV برای یک روز تجزیه نشده است. این پایداری هیدرولیکی باعث می‌شود این ترکیب به عنوان یک ماده ضدرسوب در دیگ‌های بخار صنعتی عمل کند. پایداری هیدرولیتیکی آن به پیوند مستقیم ایجاد شده بین اتم فسفر و کربن نسبت داده می‌شود.

HEDP و کاربرد آن در صنعت

HEDP به عنوان ضدرسوب و ضدخوردگی در سیستم گردش آب خنک کننده، میادین نفتی و دیگ بخار کم فشار در زمینه‌هایی از قبیل برق، صنایع شیمیایی، متالورژی، کود و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده در صنعت نساجی (فروش مواد شیمیایی نساجی)، به عنوان ماده شوینده کاربرد دارد. در صنعت رنگرزی نیز به عنوان پایدارکننده پراکسید و تثبیت‌کننده رنگ استفاده می‌شود. در آبکاری غیر سیانیدی هم به عنوان عامل کی لیت‌ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دوزهای کاربردی اتیدرونیک اسید عبارتند از: دوز ۱-۱۰mg / L به عنوان ضدرسوب ، ۱۰-۵۰mg / L به عنوان ضدخوردگی و ۱۰۰۰-۲۰۰۰mg / L به عنوان ماده شوینده (خرید مواد شیمیایی شوینده) ترجیح داده می‌شود. معمولاً از HEDP به همراه پلی کربوکسیلیک اسید استفاده می‌شود. به دلیل خلوص بالا، می‌تواند به عنوان ماده تمیزکننده در زمینه‌های الکترونیکی و به عنوان مواد افزودنی در مواد شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد.

کاربرد اتیدرونیک اسید به عنوان ضدخوردگی

HEDP در جلوگیری از خوردگی فلزات و آلیاژها

مواد افزودنی مورد استفاده در آب‌های خنک کننده صنعتی عمدتاً نمک‌های معدنی بودند. اما اخیراً پکیج‌های افزودنی به طور فزاینده‌ای با ترکیبات آلی جایگزین شده‌اند. این امر منجر به کاهش تاثیرات زیست محیطی شده است. در میان مواد افزودنی آلی مورد بررسی هیدروکسی اتیلیدن دی فیفونیک اسید تاثیر مهمی دارد. به طور کلی می‌توان گفت که رفتار ضدخوردگی را می‌توان با کاربرد در کنار سایر مهارکننده‌های خوردگی افزایش داد. بنابراین با استفاده از چنین فرمولاسیون‌های بازدارنده می‌توان فلزات و آلیاژها را به طور موثری در برابر خوردگی محافظت کرد.

hedp ضد خوردگی آهن

hedp ضد خوردگی آهن

هیدروکسی اتیلیدن دی فیفونیک اسید ضدخوردگی آهن

Hydroxyethylidene Diphosphonic Acid یکی از پرکاربردترین اسید فسفونیک‌ها در زمینه آلیاژهای آهن و کربن است. در ابتدا تحقیقات بسیار کمی در زمینه تاثیر HEDP در کنترل خوردگی فولاد ضدزنگ وجود داشت، اما این ترکیب در کنترل خوردگی فولاد حاوی کروم  و در حضور محلول سولفوریک اسید ثابت شده بود. بعداً خاصیت مهار خوردگی توسط آن روی فولاد ضدزنگ هم به اثبات رسید به طوریکه این ویژگی ضدخوردگی در غلظت‌های کمتر از 50 ppm مشاهده گردید و در غلظت‌های بالاتر خاصیت ضدخوردگی آن کاهش می‌یابد. چرا که کمپلکس بین یون‌های آهن و اتیدرونیک اسید تشکیل می‌شود.

اتیدرونیک اسید ضدخوردگی فلزات بدون آهن

در کنار آهن و آلیاژهای کربن آن فسفونیک اسیدها در سیستم خنک کننده صنعتی، از آلومینیوم و آلیاژهای آن نیز در برابر خوردگی محافظت می‌کنند. هنگامی که آلیاژهای آلومینیوم و یا آلیاژهای آن در معرض فسفریک اسید قرار می‌گیرند، Al2O3 هیدراته تشکیل می‎‌شود که به شکل رسوبات روی دیواره‌های دیگ باقیمانده و باعث انتقال دشوار حرارت می‌شود. همچنین مطالعاتی در زمینه خواص مهارکنندگی HEDP در خوردگی مس وجود دارد. با استفاده از این ترکیب در چرخش آب خنک کننده در لوله‌‎های کندانسور که از مس و برنج ساخته شده‌اند نه تنها خوردگی مهار می‌شود، بلکه رسوبات نیز حذف می‌گردند.

کارایی HEDP

کارایی HEDP

کارایی HEDP به عنوان ماده ضد خوردگی

HEDP یک ضدخوردگی آندی با راندمان متوسط است. گزارش‌های زیادی در مورد اثر مهارکنندگی آن وجود دارد. در یکی از مطالعات صورت گرفته 12 ppm از هیدروکسی اتیلیدین دی فسفونیک اسید و کلر به عنوان ضد جلبک و باکتری‌‎کش در آب گردشی سیستم خنک کننده مورد استفاده قرار گرفته است.

نتایج نشان داد که نرخ خوردگي فولاد خفيف برای دوره‌های مختلف آزمايش كمتر از 3 ميكروگرم بود. در مطالعه دیگری رفتار ضدخوردگی این نوع ترکیب بر روی فولاد کربن در محلول‌های حاوی اکسیژن خنثی مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج حاکی از آن بود که بالاترین عملکرد ضدخوردگی در غلظت 0.0003 مول بر لیتر بدست می‌آید.

در پژوهش دیگری اثر HEDP در غیرفعال‌کردن شیمیایی فولاد کربن در محلول خنثی اشباع شده از هوا و با استفاده از روش‌های الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه آن بود که اثر غیرفعال کردن شیمیایی با استفاده از Hydroxyethylidene Diphosphonic Acid در غلظت‌های بالاتر از 0.001 مول بر لیتر و در pH پایین‌تر از 6.0 قابل دستیابی نیست.

همچنين نشان داده شد كه در غلظت‌هاي بالا مانند 0.01 مول بر لیتر، اتیدرونیک اسید باعث حذف زنگ‌زدگی می‌شود. بررسی ضریب پایداری کمپلکس فسفونات آهن نشان داد که در غلظت های بیشتر از 0.001 مول بر لیتر، تمایل HEDP برای تشکیل کمپلکس آهن بالاتر از تمایل مواد آهنی برای تشکیل یک لایه اکسید است. بنابراین در غلظت‌های بالاتر هیدروکسی اتیل دی فسفونیک اسید آهن با Hydroxyethylidene Diphosphonic Acid کمپلکس تشکیل داده و انحلال آهن تسریع می‌شود.  و این بدان معناست که خوردگی آهن تسریع شده است.

HEDP در مخلوط های ضد خوردگی چند جزئی

HEDP در مخلوط های ضد خوردگی چند جزئی

اتیدرونیک اسید در مخلوط های ضدخوردگی چند جزئی

HEDP در کنار یون های فلزی

همانطور که اشاره شد HEDP به خودی خود یک مهارکننده با بازده متوسط است. کاتیون‌های فلزی نقش مهمی در بهبود عملکرد مهاری آن دارند. از بین کاتیون‌های مختلف فلزی مورد مطالعه، یون دوظرفیتی روی بهترین اثر هم‌افزایی را با هیدروکسی اتیل دی فسفونیک اسید ارائه می‌دهد. یون روی در غلظت بسیار کم محافظت عالی برای فلزات آهنی در کنار این ترکیب ارائه می‌دهد.

سیستم Zn2+  Hydroxyethylidene Diphosphonic Acid در مهار خوردگی فولاد خفیف و ترکیب آن با مس موثر است. اثر ضدخوردگی این سیستم به میزان روی، وجود یون‌های تهاجمی و PH بستگی دارد. بالاترین اثر مهارکنندگی در نسبت مولی 2.7: 1، یون روی به HEDP، و با غلظت روی 60 ppm روی بدست می‌آید. سیستمی با این شرایط در طیف گسترده PH از 6.5 تا 9.5 محافظت خوبی در برابر خوردگی نشان می‌دهد.

حضور یون دوظرفیتی کلسیم نیز ویژگی ضدخوردگی اتیدرونیک اسید در سطوح فلزی را بهبود می‌بخشد. همچنین مطالعات نشان داده است که وجود یون‌های کلسیم و سرب دو ظرفیتی باعث افزایش جذب این ترکیب بر روی سطح آهن می‌شود.

HEDP در کنار یون های فلزی و ترکیبات آلی

برای رفع نیاز مبرم به کنترل موثر خوردگی، فرمولاسیون‌های متعدد ضدخوردگی با افزودن ترکیبات آلی به سیستم‌های کاتیونی HEDP-فلز ساخته شده است. مواد افزودنی آلی شامل ترکیباتی مانند ترکیبات آلی پلیمری، پلی آمین‌ها، اسیدهای آلی، ترکیبات هیدروکسی و غیره است. به طور مثال سیستم کربوکسی متیل سلولز HEDP- Zn+2 روی یکی از فرمولاسیون‌های موثر در مهار خوردگی فولاد خفیف است. این فرمولاسیون متشکل از 300 ppm  HEDP ، 10 ppm Zn+2 و 50 ppm کربوکسی متیل سلولز می‌باشد و دارای 80٪ بازده است.

HEDP در کنار کاتیون ها و ترکیبات آلی و ترکیبات معدنی

فرمولاسیون شامل HEDP با کاتیون‌های فلزی، ترکیبات آلی و معدنی نیز بسیار رایج است. خاصیت ضدخوردگی نمک سدیم آن و بدون افزودن سولفات روی و سدیم گلوکونات بر روی فولاد غیر آلیاژ در مطالعات مورد بررسی قرار گرفته است.

ضدخوردگی معدنی مولیبدات در بخشی از فرمولاسیون‌های متشکل از Hydroxyethylidene Diphosphonic Acid، یون‌های فلزی و ترکیبات آلی به کار رفته است. تركیب مولیبدات و اتیدرونیک اسید به دلیل كاهش تغییر در ظاهر رنگ سطح آهن ترجیح داده می‌شود.

فیلم محافظ تشکیل شده در سطح فولاد خفیف غوطه ور در محیط HEDP و مولیبدات روی حاوی یون‌های کلرید است. این فيلم محافظ فلورسانس بوده و از کمپلکس یون‌های آهن دوظرفیتی و HEDP ، Fe2MoO4 و Zn(OH)2 تشكيل شده و دارای بازده 97٪ می‌باشد.

HEDP بدون یون های فلزی

محدودیت در استفاده از مهارکننده‌های خوردگی بر پایه فلزات سنگین منجر به توسعه فرمولاسیون‌های ضدخوردگی عاری از فلزات و ایمن برای محیط زیست گردید. تعداد این فرمول ها بسیار اندک است، اگرچه این موضوع هروز هرچه بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد. یکی از این فرمولاسیون‌ها شامل سیتریک اسید، هیدروکسی اتیلیدین دی فسفونیک اسید، کوپلیمرهای آکریلات و ایزوتیازولین است که به عنوان یک ماده ضدخوردگی و ضدرسوب دوستدار محیط زیست در سیستم‌های خنک کننده کاربرد دارد.

اثرات مهارکنندگی این فرمولاسیون به تشکیل فیلم محافظ حاوی کلسیم فسفونات اسید اکسید آهن ارتباط دارد. این ترکیب بازدارنده همچنین از مزیت اصلاح کریستال رسوب کربنات کلسیم برخوردار است. در برخی فرمولاسیون‌های دیگر از عصاره برخی از مواد گیاهی به همراه HEDP برای جلوگیری از خوردگی فولاد خفیف در آب خنک کننده استفاده شده است. عصاره آبی گیاه حاوی پروتئین، کربوهیدرات، تیامین، تانن و غیره است جذب این ترکیبات ممکن است از طریق مراکز نیتروژن و اکسیژن فعال آن‌ها رخ دهد.

مهارکننده‌های حاوی Hydroxyethylidene Diphosphonic Acid، آمینوفنول و دی اتانول آمین در محیط حاوی کربن دی اکسید یکی دیگر از ترکیبات مورد استفاده در این زمینه است. این مخلوط از تشكيل رسوب FeCO3 نيز جلوگيری می‌کند. همچنين برخي مطالعات تركيب آن با كرومات، فسفات، موليباتات و دیگر تركيبات آلي را به عنوان ضدخوردگی مورد بررسی قرار داده‌اند.

کاربرد hedp در ضدرسوب

کاربرد hedp در ضدرسوب

کاربرد Hydroxyethylidene Diphosphonic Acid به عنوان ضدرسوب

فسفونات‌های آلی بیشتر به دلیل خاصیت ضد رسوب شان شناخته شده هستند. یکی از این مهارکننده‌های چند جزئی، اتیدرونیک اسید است که به عنوان یک مهارکننده موثر خوردگی و رسوب عمل می‌کند. غلظت 2 ppm از HEDP دارای خاصیت ضدرسوب با بازده 75/98 درصد است. ترکیبات فسفونات – پلیمر به طور موثری در کنترل رسوب استفاده می‌شوند که یکی از این فرمولاسیون‌ها ترکیب هیدروکسی اتیل دی فسفونیک اسید و پلی کربوکسیلیک اسید است.

مکانیسم عملکرد هیدروکسی اتیل دی فسفونیک اسید

با توجه به نوع لایه محافظی که روی سطح تشکیل می‌شود می‌توان ضدخوردگی‌ها را به دو دسته کلی تقسیم کرد. دسته اول ضدخوردگی‌های حد واسط هستند که یک لایه محافظ روی سطح فلز تشکیل می‌دهند. میزان جذب در این حالت وابسته است. مهار خوردگی فسفونات از این نوع است. این نوع ضدخوردگی اکثراً در سیستم‌های دارای سطح فلز برهنه در تماس با محیط خورنده مانند محلول‌های اسیدی استفاده می‌شود. نوع دیگر ضدخوردگی  یک لایه سه بعدی ضخیم بین بستر و الکترولیت تشکیل می‌دهد. در این فرآیند، این لایه شامل محصولات خوردگی، اکسیدها و یا مولکول‌های بازدارنده می شود.

جذب شیمیایی اتیدرونیک اسید

مکانیسم جذب شیمیایی HEDP روی سطح فولاد مطابق با ایزوترم جذب لانگمویر، در غلظت‌های کمتر از 50 ppm از اتیدرونیک اسید صورت می‌گیرد. در غلظت‌های بالاتر از ppm 50، آهن و HEDP کمپلکس تشکیل داده و رابطه خاصیت مهارکنندگی با غلظت معکوس خواهد بود. این امر باعث می‌شود چنین ترکیبی به عنوان عامل ضدزنگ عمل کند و نه به عنوان عامل بازدارنده خوردگی. اثر مهارکنندگی در غلظت‌های پایین‌تر از 0.001 مول بر لیتر Hydroxyethylidene Diphosphonic Acid به اثر آندی ناشی از ترمیم لایه اکسید، بر می‌گردد. در غلظت‌های بالاتر تشکیل لایه اکسید به دلیل واکنش انتقال بار امکان‌پذیر نخواهد بود.

نقش کاتیون های دو ظرفیتی

همانطور که قبلاً هم اشاره شد بازده مهارکنندگی HEDP با افزودن کاتیون‌های دو ظرفیتی، از جمله کاتیون‌های روی، کلسیم، منیزیم و غیره به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. این اثر افزاینده از طریق تشکیل کمپلکس بیم کاتیون‌های دو ظرفیتی و Hydroxyethylidene Diphosphonic Acid و در نتیجه ایجاد لایه‌های محلول روی سطح فلز، توضیح داده می‌شود. اثر مهارکنندگی حدواسط  لایه‌های اکسید متخلخل از طریق اثر سینرژیک ترکیبی Ca- HEDP و Zn- HEDP افزایش می‌یابد. این اثر به دلیل تغییر ساختار و ترکیب اکسید فلز حاوی لایه مهارکننده در سطح است که باعث کاهش سرعت کاهش اکسیژن و میزان انحلال آهن می‌شود.

تشکیل لایه غیرفعال

لایه محافظ تشکیل شده بر روی سطح فولاد خفیف حاوی ترکیبات HEDP-Fe+2 و Zn(OH)2 است. مهارکننده‌های فسفونات از طریق حلقه مهارکننده فلز جذب می‌شوند. در حضور یون‌های کلسیم و روی می‌توا‌ن فیلم محافظ ضخیم‌تری ایجاد کرد.

کاربردهای HEDP

کاربردهای HEDP

سایر کاربردهای HEDP

HEDP نه تنها به عنوان یک عامل تصفیه آب شناخته می‌شود، بلکه کاربردهایی در زمینه‌های درمانی نیز دارد. استفاده از آن برای پیشگیری و درمان پوکی استخوان ناشی از کورتیکواستروئید بسیار رایج است. Re-HEDP و سیس پلاتین برای معالجه سلول‌های سرطانی پروستات مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. اتیدرونیک اسید در ماده سفیدکننده دندان با کاتالیزور نوری نیز کاربرد دارد.

همچنین در رنگدانه‌های سفید به عنوان عامل ضدخوردگی غیر آلاینده نیز کاربرد دارد. ضمناً دارای پراکندگی مناسب در پوشش است. به عنوان ماده سفیدکننده و پاک‌کننده غیر سمی نیز کاربرد دارد. ظروف شیشه‌ای یا فلزی ضد آب که برای بسته‌بندی محصولات غذایی و داروها مورد استفاده قرار می‌گیرند با استفاده از یک ترکیب حاوی Hydroxyethylidene Diphosphonic Acid ضدعفونی می‌شوند تا از خوردگی سطح ظروف جلوگیری شود.

کمک منعقد کننده یک ماده شیمیایی که برای کمک یا اصلاح انعقاد استفاده می‌شود. در ادامه این مقاله به شرح این موضوع می‌پردازیم…

برای خرید مواد شیمیایی می‌توانید از طریق شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال ارتباط برقرار کنید.

همچنین می‌توانید برای تهیه و خرید انواع کمک منعقد کننده‌ها به بخش خرید پلی الکترولیت مراجعه کنید.

فلوکولانت

کمک‌های منعقدکننده‌ به چگالی لخته‌هایی که آهسته ته‌نشین می‌شوند، می‌افزایند و لخته‌ها را منسجم می‌کنند تا در طی فرآیند اختلاط و ته‌نشینی شکسته نشوند. کمک منعقدکننده به عنوان لخته‌ساز یا فلوکولانت نیز شناخته می‌شود. همچنین اثربخشی یک منعقد کننده را از طریق مواردی که در زیر آورده شده، بهبود می‌بخشد:

  • تشکیل ذرات بزرگتر یا سنگین‌تر
  • سرعت واکنش
  • ایجاد امکان کاهش دوز منعقد کننده

دلیل اصلی استفاده از مواد کمکی منعقد کننده کاهش مقدار دوز مصرفی آلوم است که به نوبه خود میزان تولید لجن را کاهش می‌دهد، چراکه آبگیری و دفع لجن آلوم دشوار است.

شایع‌ترین مشکلات مرتبط با انعقاد، لخته‌های ضعیفی هستند که به اندازه کافی کنار هم نمی‌مانند تا به طور کامل ته‌نشین شوند یا لخته‌هایی که به خوبی ته‌نشین نمی‌شوند. فلوکولانت برای کاهش یا از بین بردن این مشکلات اضافه می‌شود. همانطور که قبلاً اشاره شد افزودن یک فلوکولانت ممکن است مقدار منعقد کننده موردنیاز را کاهش دهد.

فرآیند انعقاد اغلب از طریق استفاده از فلوکولانت افزایش می‌یابد. گاهی اوقات، منعقد کننده اولیه اضافی برای افزایش اندازه لخته‌های بزرگ و نرخ ته‌‎نشینی سریع اضافه می‌شود. با این حال، در برخی از آب‌ها، حتی دوزهای زیادی از منعقد کننده اولیه، لخته رضایت بخشی ایجاد نمی‌کند. به طور کلی، موثرترین انواع کمک منعقد کننده ها، پلی آکریل آمیدهای آنیونی با وزن مولکولی بسیار بالا هستند. در برخی از سیستم‌های شفاف سازی، انواع غیریونی یا کاتیونی فلوکولانت هم موثر است.

انواع کمک منعقد کننده

انواع کمک منعقد کننده

انواع کمک منعقد کننده ها

  • سیسلس فعال
  • گاز کلر
  • خاک رس
  • اکسید کننده
  • پلی الکترولیت
  • پودر کربنات کلسیم
  • عامل وزنی
  • عامل جانب سنگین کننده

عواملی که بر نحوه عملکرد فلوکولانت تاثیر می گذارد عبارتند از:

  • شرایط اختلاط
  • PH
  • قلیایی بودن
  • دمای آب
  • کدورت

کمک منعقد کننده های آلی

لخته‌سازهای آلی عمدتاً پلیمری هستند. آن‌ها ممکن است پلی الکترولیت، یعنی پلیمرهای حامل بار آنیونی یا کاتیونی، یا پلیمرهای غیر یونی بدون بار باشند. فلوکولانت‌های آلی ممکن است سنتزی یا طبیعی باشند. از جمله کمک منعقدکننده‌های آلی می‌توان به پلی آمین‌ها اشاره کرد. پلی آمین‌ها اغلب جایگزین منعقد کننده‌ های معدنی برای کاهش کدورت در جریان های فرآیند یا فاضلاب می‌شوند. آن‌ها به ویژه در زمینه‌های پردازش زباله های بیولوژیکی و فرآیندهای تخمیر مفید هستند. این پلیمرها در بسیاری از فرآیندهای شفاف‌سازی تصفیه آب بسیار موثر هستند. همچنین می‌تواند در ترکیب با محصولات لخته ساز و منعقد کننده ما برای کاهش هزینه‌های کلی تصفیه استفاده شود.

کمک منعقدکننده های معدنی

کمک منعقدکننده‌های معدنی شامل آلوم، پلی آلومینیوم کلراید (PAC)، کلرید آلومینیوم، سولفات آلومینیوم، کلرید آهن و سولفات‌ آهن هستند. از آنجایی که اغلب ذرات معلق در فاضلاب معمولا بار منفی از خود نشان می‌دهند نمک این فلزات زمانی که به فاضلاب اضافه می‌شوند یونیزه می‌شوند تا بارهای کاتیونی تشکیل دهند که می‌توانند به ذرات معلق با بار منفی متصل شوند. این برهمکنش منجر به کاهش بار سطحی و تشکیل میکروفلوک می‌شود که به نوبه خود تجمع می‌یابد و لخته‌های بزرگتری را تشکیل می‌دهد و راحتی می‌توانند از محلول ته‌نشین شوند.

در میان این لخته سازهای معدنی، PAC ها به طور گسترده در تصفیه آب آشامیدنی و فاضلاب استفاده می‌شوند. البته، پک به PH بسیار حساس است، در دماهای پایین ناکارآمد است و مقادیر زیادی برای لخته‌سازی موثر مورد نیاز است، بنابراین حجم زیادی از لجن تولید می‌شود که در سیستم‌های تصفیه خانه فاضلاب چالش برانگیز است. در نتیجه ایجاد یک سیستم برای بازیافت لجن اضافی ضروری است. اخیراً فلوکولانت‌های پلیمری معدنی مانند پلی سیلیکات‌های آهن مورد توجه قرار گرفته‌اند، اگرچه وزن مولکولی و کارایی لخته‌سازی کمتری در مقایسه با لخته‌سازهای پلیمری آلی دارند.

کمک منعقد کننده در تصفیه آب

کمک منعقد کننده در تصفیه آب

مواد منعقد کننده در تصفیه آب

لخته‌سازی یکی از فرآیندهای تصفیه آب است که در آن مواد جامد خوشه‌های بزرگتر یا لخته‌‎ها را تشکیل می‌دهند تا از آب حذف شوند. این فرآیند می‌تواند خود به خود یا با کمک عوامل شیمیایی اتفاق بیفتد. لخته‌سازی یک روش متداول برای تصفیه آب و فاضلاب و در تصفیه آب آشامیدنی است.

فروش مواد شیمیایی تصفیه آب و فاضلاب

مراحل لخته‌سازی در تصفیه آب به صورت زیر است:

  1. ذرات جامد معلق در فاضلاب دارای بار منفی هستند. در مرحله اول لخته‌سازی، یک ماده منعقد کننده مانند آلومینیوم سولفات به فاضلاب اضافه می‌شود. مولکول‌های منعقد کننده با بار مثبت ذرات جامد با بار منفی معلق در آب را خنثی می‌کنند. خنثی کردن این ذرات راه را برای لخته شدن آن‌ها در کنار هم و به صورت توده بزرگتر هموار می‌کند.
  2. در مرحله دوم، فاضلاب باید با میکسر هم زده شود. برای اطمینان از پخش شدن ماده منعقد کننده در آب، ابتدا به سرعت بالای اختلاط نیاز است. هنگامی که لخته‌سازی در حال انجام است، سرعت اختلاط کاهش می‌یابد تا از جدا شدن مجدد جرم ذرات جلوگیری شود.
  3. در مرحله سوم هنگامی که لخته شروع به تشکیل می‌کند، یک ماده شیمیایی پلیمری به عنوان کمک منعقد کننده یا فلوکولانت به فاضلاب اضافه می‌شود. پلیمرهای فلوکولانت لخته را از میکرو به ماکرو فلوکولانت تبدیل می‌کنند، به این معنی که جرم ذرات جمع‌آوری شده با هم تجمیع شده و بزرگتر می‌شود. این ماده شیمیایی که کمک منعقد کننده نام دارد همچنین جرم جمع‌آوری شده را به هم متصل می‌کند تا حتی زمانی که آب کمی هم زده می‌شود به راحتی متلاشی نشود.
  4. در مرحله چهارم، پس از تکمیل لخته‌سازی، توده‌های جامد بزرگ را می‌توان از جریان فاضلاب خارج کرد. این کار یا از طریق ته‌نشین شدن در جایی که لخته برای حذف از پایین خارج می‌شود یا از طریق استفاده از فیلترهایی که لخته‌ها را فیلتر می‌کنند، انجام می‌شود.

کمک منعقد کننده های شیمیایی

پلیمرها مواد شیمیایی مورد استفاده در لخته‌سازی هستند. لخته‌سازی فرآیند انباشته شدن ذرات بی‌ثبات به لخته‌های بزرگتر است. در لخته‌ سازی فاضلاب و تصفیه لجن، ذرات کلوئیدی به منظور کمک به حذف آن‌ها یا کمک به آبگیری لجن جمع می‌شوند. پلیمرها را می‌توان به تنهایی یا همراه با منعقد کننده‌های معدنی به کار برد تا لخته‌ها را بزرگتر و در برابر نیروهای برشی مقاوم کند.

فلوکولانت شیمیایی از مونومرهایی تشکیل شده که پلیمرهای پلی الکترولیت را می سازند، یعنی پلیمرهای کاتیونی، پلیمرهای آنیونی یا پلیمرهای غیر یونی. مانند پلی آکریل آمید که به طور گسترده‌ای برای دهه‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. انواع کمک منعقد کننده های شیمیایی را می‌توان به سه دسته فلوکولانت کاتیونی، فلوکولانت آنیونی و فلوکولانت غیر یونی تقسیم کرد.

پلی آکریل آمیدهای کاتیونی، برای آبگیری لجن حاصل از فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی استفاده می‌شوند. به طور معمول، هر چه سهم لجن بیولوژیکی در مقدار کل لجن بیشتر باشد، چگالی بار کاتیونی مورد نیاز در پلیمر بیشتر می‌شود.  پلی آکریل آمیدهای آنیونی، از جمله موارد دیگر، برای شفاف‌سازی و تصفیه آب استفاده می شود. پلیمریزه شدن پلی آکریل آمیدهای آنیونی با وزن های مولکولی بسیار بالا آسان‌تر است. پلی آکریل آمیدهای غیر یونی نیز برای بهبود توان عملیاتی، افزایش بازده و بهینه‌سازی فرآیندها به ویژه در شرایطی که PH پایین درگیر هستند، استفاده می‌شود.

فرایند انعقاد سازی

فرایند انعقاد سازی

پلی الکترولیت کاتیونی، پلیمرهای محلول در آب هستند که گروه‌های یونی مثبت را در امتداد زنجیره اصلی یا در زنجیره‌های جانبی تحمل می‌کنند. این پلیمر با پلیمریزاسیون رادیکال‌های آزاد آکریل آمید و مشتقات آن‌ها با روش کوپلیمریزاسیون که شامل تکنیک‌های محلول، رسوب و امولسیون است، سنتز می‌شوند.

برای خرید مواد شیمیایی می‌توانید از طریق شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال ارتباط برقرار کنید.

همچنین شما می‌توانید انواع پلی الکترولیت‌ها را با کلیک بر روی گزینه‌های زیر خریداری کنید.

خرید پلی الکترولیت

خرید پلی الکترولیت کاتیونی

خرید پلی الکترولیت آنیونی

پلی الکترولیت کاتیونی

واکنش مانیخ یکی دیگر از روش‌های مهم است که می‌توان از طریق آن پلی الکترولیت کاتیونی را پردازش کرد. در اینجا روش‌های تهیه، سازوکارهای متقابل این پلی الکترولیت‌ها و کاربردهای صنعتی محبوب آنها ذکر می‌شود. پلی الکترولیت های کاتیونی کاربردهای زیادی در زمینه‌های مختلف مانند فرآیندهای کاغذ سازی، تصفیه آب و فاضلاب (فروش مواد شیمیایی تصفیه آب و فاضلاب)، صنایع نفت و حفاری، جداسازی مواد معدنی، صنایع رنگ و مواد غذایی (قیمت مواد اولیه صنایع غذایی)، مواد آرایشی (خرید مواد اولیه آرایشی بهداشتی) و دارویی (فروش مواد اولیه صنایع دارویی) دارند.

پلی الکترولیت‌های مبتنی بر آکریل آمید

پلی الکترولیت‌های مبتنی بر آکریل آمید، پلیمرهای محلول در آب مصنوعی با قابلیت انعطاف‌پذیری ثابت شده در تعدادی از کاربردها هستند. این پلی الکترولیت‌ها به عنوان لخته‌ساز برای شفاف‌سازی و جداسازی مخلوط های مایع جامد، به عنوان عوامل غلیظ کننده و اتصال دهنده و همچنین برای تشکیل و روانکاری فیلم استفاده می‌شوند.

سنتز پلی آکریل آمید برای اولین بار در دهه 1950 گزارش شد و از آن زمان تولید پلیمرهای آکریل آمید رو به رشد است. توسعه روش‌های تولید موجود و توسعه روش‌های جدید به دلیل مصرف زیاد این پلیمرها ضروری می‌شود. چنین تحولی نیاز به دانش در مورد سینتیک و مکانیسم‌های پلیمریزاسیون یا کوپلیمریزاسیون پلیمرهای آکریل آمید، خصوصیات، اثر نسبت مونومر / کومونومرها و غیره دارد.

Cationic polyelectrolytes آبگریز به ویژه برای ارائه خواص لخته‌سازی عالی و همچنین ویژگی‌های رئولوژیکی آن‌ها انتخاب شدند. پلی الکترولیت‌های کاتیونی آکریل آمید معمولاً از طریق پلیمریزاسیون رادیکال آزاد (co) به صورت آبگریزی اصلاح می‌شوند. مشکل حل نشدن شرکت مونومر آبگریز (بازدید کنندگان) در این مورد با اجرای پلیمریزاسیون میسلار که در آن محلول بودن کمونرهای آبگریز با استفاده از سورفاکتانت‌ها افزایش می‌یابد، حل می‌شود.

پلی الکترولیت - مونومر

پلی الکترولیت – مونومر

کاربردهای پلی الکترولیت کاتیونی

علاوه بر این، از این نوع پلیمرها به عنوان لخته‌ساز و عوامل کنترل رئولوژیک به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. به ویژه در عملیات میدان نفتی به عنوان عوامل کنترل ویسکوزیته برای بازیافت بیشتر روغن، افزودنی‌های مایع حفاری و همچنین برای اصلاح خصوصیات جریان و پایداری محلول‌های آبی و ژل‌ها استفاده می‌شوند.

همچنین این پلیمر به عنوان فوق نرم کننده استفاده می‌شوند که بر خصوصیات رئولوژیکی سوسپانسیون‌های متراکم سیمان تاثیر می‌گذارد. فرآیندهای استخراج همچنین از استفاده از پلیمرهای مشتق شده آکریل آمید برای لخته شدن مواد جامد در پراکندگی‌های آبی سود می‌برند. ممکن است به چندین روش با اجزای مختلف سیستم مانند ذرات معدنی / آلی در پراکندگی‌های آبی نیز تعامل داشته باشند که ممکن است منجر به پایداری یا عدم ثبات پراکندگی شود. ذرات را می‌توان از طریق سه مکانیزم اصلی مختلف که لخته‌سازی را تقویت می‌کنند، بی‌ثبات کرد:

  1. پل پلیمری
  2. خنثی سازی بار
  3. جذب پلیمر

کاربرد پلی الکترولیت کاتیونی در تصفیه فاضلاب

انواع فاضلاب از پساب‌های صنعتی و خانگی تولید می‌شود. یکی از آلاینده‌های مهمی که باید از جریان فاضلاب خارج شود، موارد رنگی است. حذف رنگ از جریان فاضلاب به منبع و ماهیت آن بستگی دارد. تصفیه فاضلاب را می‌توان با روش‌های شیمیایی، فیزیکی، فیزیکی-شیمیایی و بیولوژیکی به دست آورد.

تغییر رنگ با روش شیمیایی مانند اکسیداسیون زمانی ترجیح داده می‌شود که منشا آن ماده آلی باشد. اکسیداسیون را می‌توان با مواد اکسیداتیو مانند هیپوکلریت سدیم و پراکسید هیدروژن به دست آورد با این حال، حذف رنگ با روش فیزیکی مانند جذب در یک برنامه محدود و همراه با روش‌های دیگر به عنوان مرحله نهایی پرداخت اعمال می‌شود. این فرآیند می‌تواند برای فاضلاب‌های مختلف از صنایع رنگرزی، کارخانه‌های نساجی ، صنایع فرآوری مواد غذایی، تقطیر، خمیر کاغذ و غیره استفاده شود.

Cationic polyelectrolytes به منظور افزایش سرعت رسوب، کاهش حجم و تولید بیوگاز به لجن افزوده می‌شوند. اگرچه کسر وزنی پلی الکترولیت‌ها در آبگیری لجن کم است، اما این مواد تاثیر عمده‌ای در کاهش حجم لجن دارند.

همچنین می‌توانند لجن ایجاد شده را به طور موثر تهویه کنند. افزودن آن نیز می‌تواند تولید متان را افزایش دهد. با این حال، در طی مرحله زیر (> 10 روز) ، استفاده از پلی الکترولیت کاتیونی در دوز بالا می‌تواند به طور قابل توجهی مانع از کارایی هضم شود که ممکن است به اندازه لخته بسیار بیشتر آن نسبت داده شود، در نتیجه در برابر تبادل جرم کارآمد در داخل لجن‌های لجن مقاومت می‌کند.

پلی الکترولیت کاتیونی در تصفیه آب آشامیدنی

پلی الکترولیت کاتیونی در تصفیه آب آشامیدنی

کاربرد پلی الکترولیت کاتیونی در تصفیه آب آشامیدنی

پلی الکترولیت‌های کاتیونی را می‌توان در تصفیه آب استفاده کرد، به عنوان یک ماده منعقد کننده اولیه یا یک کمک منعقد کننده، زیرا دارای بار مثبت هستند. مشخص شده است که بیشتر ناخالصی‌های کلوئیدی و معلق در آب طبیعی دارای بارهای سطحی منفی هستند. همچنین ناخالصی‌ها یا آلاینده‌ها را خنثی کرده و سپس آن‌ها را در توده‌های بزرگ‌تر برای جداسازی سریع آب جامد توسط رسوب، شناور سازی، سانتریفیوژ، فیلتراسیون یا اسمز معکوس جمع می‌کنند.

از انواع مختلفی از پلی الکترولیت های کاتیونی تجاری می‌توان برای از بین بردن رنگ‌های آلی استفاده کرد. از Cationic polyelectrolytes با وزن مولکولی کم برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می‌شود تا بو، طعم، ظاهر و رسوب را تا حد قابل قبولی کاهش دهد. به طور کلی، این کار شامل حذف باکتری‌ها، ویروس‌ها، جلبک‌ها، مواد معدنی محلول، مواد آلی محلول و جامدات معلق آب است.

از این نوع پلیمر برای حذف دو مورد مذکور نیز استفاده می‌‎شود. طبق استانداردهای سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA)، محتوای باقیمانده مونومر AM در پلیمرهای مورد استفاده باید کمتر از 0.05٪ باشد. کدورت موجود در آب خام عمدتاً به دلیل ذرات کلوئیدی است. بنابراین فرآیندهای انعقاد، رسوب و فیلتراسیون لازم است.

از منعقد کننده‌های غیر آلی پایه آلومینیوم، آهن و کلسیم برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده شده است. آلوم، به عنوان مثال سولفات آلومینیوم، بیشترین استفاده از منعقد کننده معدنی است که در آن به دلیل تشکیل هیدروکسید آلومینیوم رسوب توانایی جاروب کردن یا رسوب ذرات معلق را دارد. از معایب استفاده از منعقد کننده‌های غیر آلی مصرف زیاد و همچنین محدودیت PH محدود در زیر رسوبات هیدروکسید است.

این معایب باعث افزایش مواد جامد محلول در آب آشامیدنی نهایی می‌شود و همچنین ممکن است به دلیل وجود رسوبات هیدروکسید فلز باعث ایجاد مشکلات خوردگی به خصوص نمک‌های آهن و تولید لجن بیش از حد شود. پلی الکترولیت کاتیونی می‌تواند تا حدی یا به طور کامل، ماده منعقد کننده غیر آلی را جایگزین کند تا هنجارهای شفافیت را در سطح ppm برآورده کند و در نتیجه باعث کاهش قابل توجه تشکیل لجن شود.

اخیراً، تاثیر نوع گروه‌های عملکردی آنیونی و پلی آکریل آمیدهای کاتیونی و PH محلول بر روی مکانیسم جذب پلیمر در سطح آلومینای پراکنده بررسی شده است. مشخص شد که جذب پلی آکریل آمید آنیونی با افزایش PH کاهش می‌یابد، در حالی که در مورد Cationic polyelectrolytes، افزایش می‌یابد. سطح جذب بالا نتیجه ساختار پیچیده‌تر ماکرومولکول‌های جذب شده است.

کاربرد Cationic polyelectrolytes در آبگیری لجن

در تصفیه لجن به عنوان مواد غلیظ کننده و آبگیری در صنایع مختلف این پلیمر استفاده می‌شود. به طور معمول، دوزهای پلیمرها در محدوده 0.5-1٪ از جرم لجن هستند. یکی از کلاس‌های مهم این Polyelectrolyte، کوپلیمرهای پلی آکریل آمید و آکریلات دی متیل آمینو اتیل کواترن (DMAEA-Q) است. در این کاربرد، تعیین دقیق چگالی بار پلیمر از اهمیت اولیه در خصوصیات پلی الکترولیت برخوردار است، که می‌تواند با استفاده از روش تیتراسیون به صورت آزمایشی تعیین شود.

Cationic polyelectrolytes بر اساس DMAEA-Q ممکن است از اثرات هیدرولیز سریع رنج ببرند. در تصفیه آب، می‌توان با استفاده از لخته‌سازهای پلیمری با وزن مولکولی بالا، لجن بزرگی که حاوی مقدار زیادی آب است، تولید کرد که حذف آن به طور موثر با فرایندهای مکانیکی معمولی دشوار است.

یک Cationic polyelectrolytes بسیار کارآمد از طریق کوپلیمریزاسیون آکریل آمید، کلرید آکریلوئیلوکسی اتیل تری متیل آمونیوم کلرید (DAC) و بتی لاکریلات (BA) سنتز شد. ترپلیمر دارای کارایی بالاتری نسبت به پلی (اکریل آمید اکریلوئیلوکسی اتیل تری متیل آمونیوم کلرید) و پلی الکترولیتهای کاتیونی تجاری موجود در محدوده خنثی و دوز مناسب است. مشخص شده است که مکانیسم خنثی‌سازی بار و لخته شدن پل نقش مهمی را در روند لخته‌سازی لجن بازی می‌کند. اخیراً این پلی الکترولیت‌ها آبگریز توسط پلیمریزاسیون با استفاده از یو وی تولید شده‌اند که کارایی بالایی در آبگیری لجن دارند.

پلی الکترولیت کاتیونی در صنعت

پلی الکترولیت کاتیونی در صنعت

کاربرد صنعتی پلی الکترولیت کاتیونی

پلی الکترولیت‌های کاتیونی حاصل از آکریل آمید از نظر کاربردهای صنعتی متداول‌ترین انواع پلی الکترولیت‌ هستند. همچنین در طیف وسیعی از وزن مولکولی و چگالی بار موجود هستند. این نوع از پلیمرها از نظر کاربرد به عنوان لخته‌ساز ، بسته به وزن مولکولی آن‌ها هم به عنوان فلوکولانت و هم دفلوکولانت استفاده می‌شوند. لخته‌سازها اساساً مواد جدا کننده جامد مایع هستند تا بار سطحی را به ذرات خنثی منتقل کنند و دفلوکولانت‌ها آن‌ها را قادر می سازد تا در محلول آبی پراکنده شوند.

بسته به مونومر کاتیونی موجود، چگالی بار و وزن مولکولی می‌توان طیف گسترده‌ای از پلی الکترولیت های کاتیونی را تهیه کرد. آکریل آمید یکی از مونومرهای موجود در صنعت برای سنتز Polyelectrolyte است، زیرا از نظر خطی بودن منحصر به فرد است و دارای پیوند هیدروژن قوی، وزن مولکولی بسیار بالا و درجه بالایی از گرانروی غیر نیوتنی است.

پلی آمین‌های کواترنر که از اپی کلرهیدرین و آمین ثانویه مانند دی متیل آمین تولید می‌شوند، انواع دیگری از این Polyelectrolyte با وزن مولکولی کم هستند که معمولاً با کاربردهای بسیار جالبی یافت می‌شوند.

اخیراً سنتز و ساختار پرکاربردترین انواع پلی الکترولیت های کاتیونی ساخته شده از بخش‌های آمونیوم چهارتایی با ترکیب زنجیره رشد و پلیمریزاسیون رشد مرحله‌ای مونومرهای کاتیونی مناسب و همچنین تبدیل شیمیایی پلیمرهای پیش‌ساز واکنشی بدون بار، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به خصوصیات کاربردی این پلیمرهای جدید اشاره شد.

کوپلیمرهای آکریل آمید با پلی (کلرید دی متیل دی آلیل آمونیوم) از انواع دیگر این Polyelectrolyte هستند. پلی اتیلن ایمین‌ها نیز تحت شرایط اسیدی به عنوان محلول ‌های آبی 20-30٪ w / w تهیه می‌شوند که به طور کلی بسیار منشعب هستند و از پلیمرهای کم مولکولی هستند.

Cationic polyelectrolytes با ترکیبی از پلیمرهای اصلی با مونومرهایی که دارای گروه‌های آمینه مختلف هستند، یعنی نمک‌های آمونیوم نوع اول، دوم، سوم یا چهارم به عنوان جزئی مثبت در زنجیره اصلی ساختاری شیمیایی کوپلیمر تهیه می‌شوند.

کاربرد Cationic polyelectrolytes در جداسازی سنگ معدن

پلی الکترولیت مبتنی بر آکریل آمید به طور گسترده‌ای در زمینه‌های جداسازی سنگ و تیمارهای زباله استفاده می‌شود. از پلی آکریل آمید و پلی الکترولیت‌های کاتیونی پایه پلی آکریل آمید می‌توان در جداسازی سنگ معدن و متالورژی برای افزایش کارایی جداسازی (از جمله رسوب گذاری، شفاف سازی و از دست دادن آب لجن)، مانند ذوب روی، معدن منگنز و مس، شیرابه و باقی مانده استفاده کرد.

دانش اساسی در مورد پایداری کلوئید، پلیمرهای جذب شده و تشکیل فلوک برای طراحی پلی الکترولیت‌ها جهت بهبود جداسازی جامد مایع و جامد جامد در فرآوری مواد معدنی لازم است.

جایگزینی گروه‌های مختلف عملکردی کاتیونی و آنیونی در زنجیره پلی آکریل آمید می‌تواند طیفی از کوآگولانت‌ها و فلوکولانت‌ها را برای هر فرآوری مواد معدنی تولید کند. این به طور موثری کلیه محیط های دوغاب از یک ماده معدنی به چند ماده معدنی، مواد جامد کم به بالا معلق، مواد جامد محلول کم تا زیاد و مقدار PH پایین به بالا را در بر خواهد گرفت. جرم مولکولی را می‌توان با موفقیت از 5 میلیون تا 25 میلیون دالتون برای جداسازی‌های مختلف جامد مایع دستکاری کرد. انواع متداول مونومرهای اکریلیک که در سنتز پلی الکترولیت استفاده می‌شود، در شکل زیر نشان داده شده است:

مونومرهای پلی الکترولیت

مونومرهای پلی الکترولیت

کاربرد پلی الکترولیت کاتیونی در بازیافت نفت

عمر چاه نفت و حداکثر مقدار نفت قابل بازیابی به روش‌های بهبود یافته بازیافت نفت بستگی دارد. در میان روش‌های مختلف اعمال شده بازیابی نفت (EOR)، طغیان آب ارزان‌ترین و رایج‌ترین روش بازیابی ثانویه نفت است. این فرایندها برای به حداقل رساندن کانال‌دهی، غلبه بر غلبه بر جاذبه و فاز جابجایی، به تکنیک های کنترل تحرک نیاز دارند.

برای بهبود نسبت تحرک در فرآیند جاری شدن سیل، می‌توان پلی الکترولیت محلول در آب را به آب غرقاب اضافه کرد. پلی آکریل آمید و کوپلیمرهای آن نوعی از پلی الکترولیت‌های محلول در آب هستند که به دلیل بهترین نسبت عملکرد / قیمت در انواع مختلف پلیمرها، استقبال زیادی در حوزه نفت پیدا کرده است. برای افزایش خروجی روش EOR، پلی الکترولیت‌‎های یونی به آب‎‌های سیلاب اضافه می‌شوند. پلی الکترولیت‌ها بازیابی نفت خروجی را با جابجایی نفت از منافذ و سطوح سنگ ها افزایش می‌دهند و همچنین نفوذپذیری آب را کاهش می‌دهند.

کاربرد Cationic polyelectrolytes در ساختار خاک

پلی الکترولیت‌های بر پایه پلی آکریل آمید از جمله پلیمرهای صنعتی است که معمولاً برای کنترل پایداری و رفتار لخته‌سازی سوسپانسیون‌های کلوئیدی و اصلاح رئولوژی سیستم‌ها استفاده می‌شود. پلی الکترولیت های کاتیونی از طریق فعل و انفعالات الکترواستاتیک با سطوح ذره با بار منفی قادر به ایجاد ثبات در ذرات متحمل بار منفی مانند رس و کائولینیت هستند.

جذب Cationic polyelectrolytes به ذرات دارای بار منفی به برخی از پارامترها مانند PH، قدرت یونی و دما بستگی دارد. بررسی بار سطحی و وزن مولکولی Polyelectrolyte روی شیمی سطح، سرعت ته‌نشینی، اندازه‌ها و فشردگی بستر رسوبات تعلیق‌های کائولینیت نشان داده است که در PH 7 و غلظت‌های بهینه پلیمر، اندازه‌های گلدان کائولینیت بزرگ‌تر و سرعت ته‌نشینی است در حضور پلی الکترولیت آنیونی بیشتر از Cationic polyelectrolytes است.

لخته‌سازی مطلوب برای پلی الکترولیت آنیونی مربوط به کاهش اندک در مقدار پتانسیل زتا بود، در حالی که در مورد پلی الکترولیت کاتیونی، لخته سازی مطلوب با خنثی‌سازی بار به کاهش مقدار پتانسیل زتا به صفر مرتبط شد.

برای خرید مواد شیمیایی می‌توانید از طریق شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال ارتباط برقرار کنید.

همچنین شما می‌توانید انواع پلی الکترولیت‌ها را با کلیک بر روی گزینه‌های زیر خریداری کنید.

خرید پلی الکترولیت

خرید پلی الکترولیت کاتیونی

خرید پلی الکترولیت آنیونی

پلی الکترولیت تصفیه فاضلاب

لجن فعال یکی از فرآیندهای تصفیه متعارف زیستی در تصفیه خانه‌های فاضلاب است. در این فرآیند مقدار زیادی لجن تولید می‌شود. تجربه نشان داده است که هزینه‌های ناشی از تصفیه لجن به طور چشمگیری بالا می‌باشد و  ۳۵-۵۰ درصد کل هزینه‌های بهره‌برداری ناشی از تصفیه فاضلاب را به خود اختصاص می‌دهد. از این رو به لحاظ اقتصادی و عملکردی، مدیریت لجن به ویژه حذف آب اضافی تولید شده طی فرآیند تصفیه زیستی یکی از مهم‌ترین مراحل در تصفیه فاضلاب می‌باشد.

فروش مواد شیمیایی تصفیه آب و فاضلاب

به منظور کاهش هزینه‌های گزاف سرمایه گذاری راهبری تاسیسات تصفیه، تثبیت لجن و جلوگیری از آلودگی‌های محیط زیست، لازم است حجم لجن تولیدی در تصفیه خانه‌های فاضلاب تا حد امکان کاهش یابد. بدین منظور معمولاً از روش تغلیظ و آبگیری لجن استفاده می‌شود. آبگیری لجن یکی از مشکل ترین مباحث مهندسی محیط زیست در ارتباط با دفع آن است.

از آنجا که لجن اصلاح شده، به راحتی تغلیظ و آبگیری می‌شود. بنابراین در تصفیه خانه‌های فاضلاب عملیات آماده‌سازی لجن اهمیت ویژه‌ای دارد. در واقع آماده‌سازی یا اصلاح کیفیت شیمیایی لجن، فرآیندی فیزیکی–شیمیایی است که موجب تسهیل حذف آب و بازیافت مواد جامد لجن می‌شود. در عملیات تصفیه لجن این فرآیند غالباً قبل از مراحل تغلیظ و آبگیری انجام شده و افزایش بازدهی این واحدها را فراهم می‌کند.

آماده‌سازی لجن فرآیندی دو مرحله‌ای شامل انعقاد و لخته‌سازی است. اولین هدف از آماده‌سازی لجن افزایش اندازه ذرات، غلبه بر آثار ناشی از آبدار بودن و دفع بار الکتریکی بین ذرات می‌باشد. به عبارت دیگر، آماده‌سازی لجن سبب تجمع ذرات ریز پراکنده و کلوئیدی موجود در لجن و آزاد شدن آب پیوندی موجود میان آن‌ها می‌شود.

کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه آب و فاضلاب

کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه آب و فاضلاب

پلی الکترولیت ها در تصفیه آب و فاضلاب

در اغلب موارد برای آماده‌سازی لجن از مواد شیمیایی معدنی مانند آلوم، کلرور فریک، سولفات فریک و پلی الکترولیت آلی استفاده می‌شود که باعث افزایش لجن تولیدی می‌شوند. امروزه پلی الکترولیت‌ها در تصفیه آب و فاضلاب کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند. به تازگی استفاده از این ترکیبات در آماده‌سازی لجن برخلاف منعقدکننده‌های شیمیایی به دلیل عدم افزایش جرم لجن تولیدی، عدم تخریب ارزش گرمایی لجن و سهولت بهره‌برداری و نگهداری از تاسیسات مربوط، روند فزاینده‌ای داشته است.

ترکیب شیمیایی پلی آکریل آمید با محدوده وسیع وزن مولکولی و انواع بار الکتریکی و چگالی در دسترس است که نسبت به سایر پلیمرها ارزان‌تر و موثرتر می‌باشد. از ویژگی‌های کاربرد پلی آکریل آمیدها می‌توان دوز مصرفی کم، راندمان بالا و عدم ایجاد آلودگی محیط زیست را نام برد.

امروزه با پیشرفت‌های صنعتی و وجود انواع مختلف آلودگی در پساب‌های صنعتی و محیط زیست، توسعه لخته‌سازهای پلیمری جدید با روش‌های اصلاح، پیوندزنی و تهیه ساختارهای هیبریدی برای اهداف مختلف مدنظر قرار گرفته است. لجن در برابر پلی الکترولیت‌های دوگانه دارای عملکرد بهتر در جذب ذرات می‌باشد و در این حالت لخته‌های تولیدی بزرگتر است که در نتیجه باعث بهبود آبگیری لجن و دوز کمتر پلی الکترولیت می‌شود.

درجه کاتیونی پلی آکریل آمید مهم‌ترین عاملی است که بر دوز کمک منعقدکننده در آبگیری تاثیر می‌گذارد و با افزایش این درجه درصد آبگیری لجن افزایش می‌یابد.

ارتباط مستقیمی میان زمان صاف کردن نمونه‌های لجن و درصد رطوبت کیک حاصل وجود دارد. به عبارت دیگر در مورد استفاده از هر یک از کمک منعقدکننده‌ها در نقطه بهینه حداقل مقدار رطوبت کیک لجن در حداقل زمان صاف کردن مشاهده شده است. بنابراین بهترین کمک منعقدکننده مورد استفاده ماده‌ای است که سرعت جدا شدن آب از لجن آماده‌سازی را افزایش داده و همچنین درصد رطوبت کیک لجن حاصل از روش‌های مختلف آبگیری را کاهش دهد. با توجه به بازده قابل توجه کمک منعقدکننده فعالسازی شده در کاهش رطوبت کیک لجن در مقایسه با کمک منعقدکننده شاهد (پلی آکریل آمید کاتیونی) استفاده از این پلیمر نیز قابل توجیه است.

زنجیره پلیمر

زنجیره پلیمر

پلیمر خطی

پلیمر خطی

عوامل موثر بر فلوکولانت های تصفیه آب

فلوکولانت‌های ارگانیک با پنج پارامتر اصلی مشخص می‌شوند:
• نوع بار
• چگالی بار
• وزن مولکولی
• ساختار مولکولی
• نوع مونومر

این ویژگی ها بر کیفیت فولوکولاسیون و در نتیجه کیفیت آب آشامیدنی تاثیر می‌گذارد.

مطلب مکمل: کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه آب

نوع بار فلوکولانت

نوع بار فلوکولانت بر اساس نوع ذرات انتخاب شده است. به طور کلی انتخاب فلوکولانت‌ها، الگوی زیر را دنبال می‌کند:

  • فلوکولانت آنیونی (-) برای جذب ذرات معدنی
  • یک فلوکولانت کاتیونی (+) برای جذب ذرات آلی

چگالی بار

چگالی بار نشان‌دهنده مقدار بار + یا – موردنیاز برای به دست آوردن بهترین فلوکولانت در پایین‌ترین دوز است. چگالی بار بستگی به نوع لجن برای تصفیه دارد. برای لجن شهری، این تراکم بار عمدتاً به صورت محتوای مواد آلی (OM) در لجن است. OM عموماً به محتویات جامدات فرار (VS) وابسته است. هر چه VS بیشتر باشد، بار کاتیونی بیشتری مورد نیاز است.

وزن مولکولی فلوکولانت

انتخاب وزن مولکولی، که طول زنجیره پلیمری است، بستگی به نوع تجهیزات مورد استفاده برای آبگیری دارد.
برای سانتریفیوژ: با توجه به برش بالا که به فلاک‌ها اعمال می‌شود، وزن مولکولی بالا تا بسیار زیاد، مناسب است.
برای فیلتراسیون: برای به دست آوردن زهکشی خوب وزن مولکولی کم تا متوسط بهتر است.

ساختار مولکولی فلوکولانت

ساختار مولکولی فلوکولانت

ساختار مولکولی فلوکولانت

ساختار مولکولی فلوکولانت بستگی به عملکرد آبگیری مورد نیاز دارد. برای فلوکولانت‌ها کاتیونی ساختارهای زیر وجود دارد:

ساختار خطی: در این حالت اگر وزن مولکولی صحیح انتخاب شود، با دوز پایین و عملکرد خوبی دارد.

ساختار های شاخه دار: این حالت با دوز متوسط عملکردی عالی دارد.

ساختارهای کراس لینکر: این حالت با دوز بالا، دارای عملکرد تخلیه استثنایی و مقاومت برشی می‌باشد.

نوع مونومر

نوع مونومر مورد استفاده برای سنتز فلوکولانت‌ها نیز بر فلوکولاسیون اثر می گذارد. مونومرهای متفاوتی جهت تولید پلی الکترولیت‌ آنیونی و پلی الکترولیت کاتیونی استفاده می‌شود. بعنوان مثال سدیم آکریلات از جمله مونومرهایی است که در تولید پلی الکترولیت آنیونی به وفور استفاده می‌شود.

کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه آب: پلی الکترولیت‌ها نوعی ترکیبات پلیمری می‌باشند که به عنوان لخته‌کننده آلاینده و آلودگی‌های موجود در تصفیه آب به‌کار می‌روند.

برای خرید مواد شیمیایی می‌توانید از طریق شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال ارتباط برقرار کنید.

همچنین شما می‌توانید انواع پلی الکترولیت‌ها را با کلیک بر روی گزینه‌های زیر خریداری کنید.

خرید پلی الکترولیت

خرید پلی الکترولیت کاتیونی

خرید پلی الکترولیت آنیونی

پلی الکترولیت در تصفیه آب

پلی الکترولیت‌های مورد استفاده در تصفیه آب ماهیت محلول در آب دارند و عمدتاً سنتزی هستند. با این حال ممکن است بعضی از پلی الکترولیت‌ها طبیعی بوده و مورد توجه باشند. به طور کلی با ماهیت یونی خود مشخص می شوند: پلی الکترولیت کاتیونی ، پلی الکترولیت آنیونی و پلی الکترولیت غیر یونی.

مهم‌ترین ویژگی لخته‌سازهای پلیمری وزن مولکولی و در مورد Polyelectrolytes چگالی بار است. مقادیر وزن مولکولی این محلول‌ها از چند هزار تا ده‌ها میلیون متغیر است: پلی الکترولیت با وزن مولکولی<  105، پلی الکترولیت با وزن مولکولی 105-106 و پلی الکترولیت با وزن مولکولی 106< .

به طور معمول، Polyelectrolytes به ترتیب دارای وزن مولکولی کم، متوسط یا زیاد مطابق با مقادیر وزن مولکولی در محدوده‌ها هستند. تمام این محلول‌ها که به عنوان لخته‌ساز در تصفیه آب استفاده می‌شوند ، باید محلول در آب باشند. در محلول‌های آبی اغلب پیکربندی کویل تصادفی را اتخاذ می‌کنند. بارزترین نمونه‌ها Polyelectrolytes هستند، قسمت‌هایی از پلی الکترولیت که باردار هستند.

در این حالت، سیم پیچ پلیمری می‌تواند به طور قابل توجهی منبسط شود و اثرات مهم یونی را در Polyelectrolytes ایجاد کند. در مقاومت یونی کاملاً بالا، دافعه بین بخش‌های باردار توسط یون‌ها در محلول “غربالگری” می‌شود و بنابراین انعطاف‌پذیری سیم پیچ این محلول چندان زیاد نیست. با کاهش غلظت نمک، دافعه قابل توجه‌تر می‌شود و سیم پیچ پلیمری آن، پیکربندی منبسط‌تری را اتخاذ می‌کند.

در شکل زیر، زنجیره پلیمری پلی الکترولیت به صورت کویل مشاهده می شود:

زنجیره پلیمری پلی الکترولیت

زنجیره پلیمری پلی الکترولیت

لخته کننده پلی الکترولیت

پلی الکترولیت‌هایی که عملاً به عنوان لخته‌کننده استفاده می‌شوند ، عمدتاً پلی آکریل آمیدها، پلی فسفات‌ها و پلیمرهای طبیعی اصلاح شده در آب – ژلاتین ، چیتوزان و همچنین مشتقات نشاسته و سلولز هستند. همچنین اغلب در میان این‌ها کوپلیمرهای پلی اکریل آمید اکریل آمید و اکریلات یا مونومرهای حاوی گروه‌های آمونیوم هستند.

پلی الکترولیت با وزن مولکولی، ماهیت گروه عاملی و چگالی بار مشخص می‌شود. یک نکته مهم در انتخاب Polyelectrolytes برای یک فرآیند مطلوب، پتانسیل آن به عنوان یک ماده منعقد کننده (با بی ثبات سازی کلوئید از طریق خنثی‌سازی) و به عنوان لخته‌ساز (با استفاده از پل بین ذره‌ای) است. PH همچنین پارامتر مهمی است که باید هنگام انتخاب این محلول برای یک کاربرد خاص در نظر گرفته شود.

حساسیت به PH به پلی الکترولیت‌های کاتیونی که در آن گروه‌های آمونیوم کواترنر غالب هستند و پلی الکترولیت آنیونی حاوی گروه‌های اسید سولفونیک رخ می‌دهد. لخته‌های ایجاد شده از پلی الکترولیت‌های دارای گروه های کربوکسیل یا آمین وابستگی زیادی به PH ایجاد می‌کنند. سمیت Polyelectrolytes پلی آکریل آمید معمولاً کم است، معمولاً کمتر از 0.05٪ است و عمدتاً از وجود آکریل آمید آزاد پلی الکترولیت حاصل می‌شود.

مطلب مکمل: پلی الکترولیت تصفیه فاضلاب

انتخاب پلی الکترولیت

عواملی که در انتخاب Polyelectrolytes منعقدکننده خاص تاثیر می‌گذارند، ماهیت ناخالصی‌ها و اندازه ذرات جامدات معلق است. انتخاب و دوز مورد نیاز پلی الکترولیت را می‌توان با آزمایش میزان ته نشینی، شفافیت و حجم گل رسوب شده تعیین کرد. تست‌های آزمایشگاهی دقیقا شرایط تصفیه را ایجاد نمی‌کنند و باید به عنوان مقدمه‌ای برای آزمون و خطا در سیستم‌ها در نظر گرفته شوند.

آماده سازی محلول پلی الکترولیت

اکثر این محلول‌ها که به عنوان لخته‌ساز استفاده می‌شوند، به صورت پودر سفید رنگ تقریبا بدون غبار در دسترس هستند و باید برای استفاده به عنوان یک سل کلوئیدی با غلظت 0.05-0.5٪ توزیع شود. این محدودیت به دلیل ویسکوزیته بالای پراکندگی‌های غلیظ‌تر (0.1-0.2 Pa s برای %0.5) است. افزودن گاه به گاه جامد این محلول به آب منجر به ساختاری ژله مانند می‌شود که به عنوان عامل لخته‌سازی بی‌فایده است. پراکندگی کارآمد آن با استفاده از سیستم Teacher – Venturi، ارائه یک راه حل همگن حاصل می‌شود. ذخیره‌سازی طولانی مدت یا دمای بالاتر از 60 درجه سانتی‌گراد Polyelectrolytes منجر به از دست دادن اثر ناشی از دپلیمر شدن می‌شود.

نقطه افزودن پلی الکترولیت از اهمیت بالایی برخوردار است. باید در نقطه‌ای اضافه شود که امکان مخلوط شدن یکنواخت با دوغاب را فراهم کند، اما نباید دچار تلاطم بیش از حد شود، که می‌تواند لکه را مختل کند. همچنین لازم است مقدمه ورود Polyelectrolytes – تا آنجا که ممکن است برای اطمینان از توزیع کارآمد رقیق باشد – در نقطه‌ای که باعث می‌شود زمان برای برخورد ذرات قبل از مرحله حذف جامد انجام شود. در عمل، دو سیستم برای آن نیز وجود دارد که شرایط صحیح لخته شدن را به دست می‌آورند: مخازن هم زدن ملایم، و اتاقک‌های لخته‌سازی.

لخته‌سازی یک استراتژی تصفیه اقتصادی ساده است که در شرایط مناسب می‌تواند برای تصفیه چندین پساب مختلف استفاده شود. در این فرایند، ابتدا منعقد کننده‌ها و سپس پلی الکترولیت اضافه می‌شود که باعث تجمع ذرات ریز پراکنده می‌شود. بنابراین ذرات بزرگ‌تر تشکیل می‌شود. دوم، سنگدانه‌های این ذرات توسط Polyelectrolytes به سرعت ته‌نشین می‌شوند و سیستم شفاف می‌شود.

تصفیه فاضلاب (فروش مواد شیمیایی تصفیه فاضلاب) با استفاده از این روش برای فاضلاب از منابع مختلف مانند صنایع نساجی (فروش مواد اولیه نساجی)، کارخانه‌های روغن نخل، کارخانه‌های تفاله و غیره کارآمد است و به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. از پلی الکترولیت‌های سنتزی معمولاً به عنوان لخته‌ساز برای افزایش کارایی فرآیند لخته‌سازی استفاده می‌شود. پلی الکترولیت‌های خطی و محلول در آب، بر اساس واحدهای تکرار شونده مونومرها مانند آکریل آمید و اسید اکریلیک، لخته‌سازهای آلی تجاری هستند.

پلی الکترولیت‌های آلی

پلی الکترولیت‌های آلی

پلی الکترولیت‌های آلی

کارایی تجمع با پلی الکترولیت‌های آلی می‌تواند بسیار بیشتر از منعقدکننده‌های غیر آلی باشد. حتی در دوزهای پایین، این محلول‌ها می‌توانند به طور موثری رشد فلاک‌ها را بهبود بخشیده و کارایی جداسازی را بهبود ببخشند. نسبت ناخالصی‌های جامد در فاضلاب‌ها بار مثبت دارند، اما لخته‌شدن آن‌ها با پلی الکترولیت‌های آنیونی کمتر مورد توجه قرار گرفته است، و در نتیجه انواع بسیار باریک‌تری از لخته‌های Polyelectrolytes آنیونی موجود است.

از نوع آنیون آن می‌توان در تصفیه فاضلاب شهری و پساب‌های صنایعی از قبیل فرآوری مواد معدنی، دباغی، فرآوری قند، تولید کاغذ، فلزکاری و شستشوی شن استفاده کرد. به عنوان گروه‌های عملکردی و اغلب کوپلیمرهای آکریل آمید هستند. پلی الکترولیت‌های مصنوعی مانند پلی آکریل آمید و کوپلیمرهای آن به عنوان فلوکولانت برای تصفیه فاضلاب توجه بسیاری را به خود جلب کرده‌اند. Polyelectrolytes با وزن مولکولی بالا و چگالی بار متوسط تا زیاد به عنوان لخته‌کننده در لخته شدن مستقیم یا با منعقدکننده‌های غیر آلی مانند آلوم، کلرید فریک یا سولفات فریک ترکیب شده‌اند.

فاضلاب صنعتی غالباً یک سیستم کلوئیدی جامدات پیچیده است که دارای ترکیبات محلول با منشا آلی یا معدنی است. تصفیه‌های فیزیکی و شیمیایی همچون استفاده از Polyelectrolytes در فاضلاب صنعتی می‌تواند نتایج خوبی را در جایی که فرآیندهای بیولوژیکی غیرقابل اجرا هستند، به عنوان مثال با مواد غیر قابل تجزیه شیمیایی مانند پلی الکترولیت‌ها، تخلیه‌های سمی یا حذف مواد معدنی و رنگ به دست آورد.

استفاده از Polyelectrolytes از نظر هزینه سرمایه ارزان‌تر است، به راحتی کنترل می‌شود و نسبت به تصفیه بیولوژیکی فضای کمتری مصرف می‌کند، اما از نظر هزینه‌های عملیاتی بالاتر است. ته نشینی جذبی و لخته‌سازی فرآيندهاي اصلي انعقاد ذرات كلوئيدي براي تشكيل رسوبات بزرگ‌تر است. مواد شیمیایی اصلی مورد استفاده آهک، سولفات فریک یا آلومینیوم و پلی الکترولیت‌ها هستند.

پلی الکترولیت‌های با وزن مولکولی کم نسبت به منعقد کننده‌های غیر آلی این مزیت را دارند که سطح نمک‌ها را افزایش نمی دهند، اما اغلب نسبتاً غیر اقتصادی هستند. پلی آلومینیم کلراید (خرید پلی آلومینیم کلراید) یا کلرو فریک معمولاً برای تقویت انعقاد استفاده می‌شوند. سپس، Polyelectrolytes با وزن مولکولی بالا به مواد جامد لخته شده اضافه می‌شود. مواد جامد بسیار پراکنده یا به یون‌های چند ظرفیتی یا به پلی الکترولیت‌های با وزن مولکولی کم نیاز دارند.

برای ذرات بزرگ‌تر، Polyelectrolytes با وزن مولکولی بالا موثرتر هستند. لخته‌سازی اجازه بازیابی پروتئین از پساب‌های حاصل از صنایع غذایی و همچنین از محصولات جانبی را فراهم می‌کند، به عنوان مثال تجمع پروتئین‌های آب پنیر با کربوکسی متیل سلولز ، یا رسوب پروتئین توسط پلی‌الکترولیت‌های آمید در زباله‌ها آب صنعتی سیب زمینی.

پلی الکترولیت‌های پلی آکریل آمید کاتیونی و آنیونی

پلی الکترولیت‌های پلی آکریل آمید کاتیونی و آنیونی در مقیاس آزمایشگاهی برای لخته شدن آب سبز از گیاهان زیر استفاده شد: برگ چغندر قند، شبدر، گندم سیاه، آفتابگردان و توتون. ترکیب شیمیایی محصولات بدست آمده مشابه ترکیبی است که با استفاده از روش انعقاد حرارتی بدست می‌آید.

استفاده از این محلول‌ها بطور منظم، در سیستم‌هایی که بطور خاص برای استفاده از آن‌ها طراحی نشده‌اند، قابل توصیه نیست! از پلی الکترولیت‌ها برای اطمینان از کیفیت قابل قبول آب تولید شده استفاده شده است، در حالیکه تولید را به حد مجاز می‌رساند. این روش معمولاً باعث خراب شدن فیلترها در مدت زمان کوتاهی می‌شود. اگرچه به نظر می‌رسد این مشکل در سیستم‌هایی که برای شستشو با فیلترهای شستشوی هوا نصب شده‌اند، شدت کمتری دارد. درجه خروجی هر سیستم  قدیمی‌تر که برای دستیابی به استانداردهای کیفیت مجبور به استفاده از پلی الکترولیت به طور مداوم است ، باید بررسی شود و در صورت لزوم کاهش یابد.

افزودن پلی الکترولیت

افزودن پلی الکترولیت

لخته شدن و انعقاد فرآیندهای مشابه هستند، اما در مکانیزم‌های تجمع توسط Polyelectrolytes، متفاوت هستند. پلی الکترولیتها در فرآیند  لخته شدن باعث می‌شوند که یک پلیمر به چندین سطح ذره جذب شود و بنابراین مواد را جمع می‌کنند. سنگدانه‌های حاصل معمولاً فلاک نامیده می‌شوند. تغییر دما، PH یا بار باعث انعقاد مکانی می‌شود که ذرات با هم جمع می‌شوند.

پل زدن پلیمری Polyelectrolytes یک مکانیسم کاملاً ثابت برای لخته شدن پلی‌الکترولیت با ناخالصی‌ها است. پل زدن هنگامی اتفاق می‌افتد که پلی الکترولیت‌های با وزن مولکولی بالا (>107 گرم بر مول) به سطح چندین ذره جذب می‌شوند، که ذرات را از طریق نیروهای الکترواستاتیکی به یکدیگر متصل می‌کند و منجر به تشکیل یک لخته می‌‎شود.

شکل زیر نمونه‌ای از پل زدن Polyelectrolytes را نشان می‌دهد که در آن دو زنجیره پلی الکترولیت با سه ذره تعامل کرده و باعث تجمع می‌شوند. این نوع لخته‌سازی برای دستیابی به بالاترین بازده لخته‌سازی به دوز بهینه Polyelectrolytes در محدوده چگالی بار مشخص نیاز دارد. به عنوان مثال شکل زیر تاثیری به نام بازسازی را نشان می‌دهد که وقتی مقادیر اضافی از گونه‌های دارای بار مثبت در سیستم وجود داشته باشد (بارهای پلی الکترولیت) مانع از اتصال Polyelectrolytes به چند ذره می‌شود. لخته شدن موفق آن از طریق پل زدن پلی‌الکترولیت، بستگی زیادی به وزن و مقدار مولکولی Polyelectrolytes دارد.

پل زدن پلی الکترولیت

پل زدن پلی الکترولیت

وزن مولکولی و چگالی بار از عوامل اساسی در ایجاد پلی الکترولیت و مکانیزم لخته‌سازی خنثی‌سازی بار است. تشکیل لخته‌های پایدار از پل زدن Polyelectrolytes به وزن مولکولی بیش از 106 گرم بر مول نیاز دارد. این محدوده وزن مولکولی اجازه می‌دهد تا زنجیره‌های پلی الکترولیت به چند ذره متصل شوند.

محققان پلی الکترولیت‌هایی با ساختارهای مختلف را مطالعه کردند، به عنوان مثال پلی‌الکترولیت‌های خطی در مقابل پیوند، برای مقایسه اثرات روی لخته شدن ذرات. عامل تعیین کننده دیگر چگالی بار پلی الکترولیت است که در آن دامنه ای از 10٪ − 30٪ چگالی بار اتصال را ایجاد می‌کند در حالیکه از ایجاد مجدد ذرات جلوگیری می‌کند. تراکم بار بالای 30٪ در Polyelectrolytes نه تنها باعث ایجاد ثبات می‌شود، بلکه پتانسیل شروع دفع ذرات را نیز دارد. این محدوده بار برای پلی الکترولیت ها همچنین به دلیل ترکیب پیچیده فاضلاب که در آن ذرات خنثی هستند و دارای بار مثبت و منفی هستند نیز از اهمیت برخوردار است.

بسیاری از فاکتورهای دیگر در تشکیل لخته‌ها مانند PH فاضلاب و آبگریزی آب دوستی Polyelectrolytes تاثیر دارند. پلی الکترولیت‌ها بسته به PH سیستم تقسیم می‌شوند، بنابراین محلول پلی الکترولیت قوی یا ضعیف‌تری تولید می‌شود. این محلول قوی‌تر حاوی پتانسیل بیشتری برای اتصال ذرات هستند، بنابراین باعث ایجاد لخته‌های متراکم و پایدار می‌شوند. از عوامل دیگر می‌توان به ترتیب و سرعت افزودن پلی الکترولیت به فاضلاب و اندازه ذرات ناخالصی‌ها اشاره کرد.

اکثر ذرات ریز موجود در طبیعت، مانند آن‌هایی که در یک عملیات تصفیه جمع‌آوری می‌شوند، دارای بار سطحی منفی هستند. این بار نیروهای دافعه‌ای را تنظیم می‌کند که تمایل جمع شدن و نشست ذرات را کاهش می‌دهد. با این حال عوامل دیگری مانند اندازه ذرات، تراکم ذرات و تراکم مایع نیز تاثیر قابل توجهی بر تمایل ذرات ریز به ته‌نشینی دارند. قانون استوکس، که در زیر نشان داده شده است می‌تواند برای تخمین زمان نشستن یک ذره در حال سقوط آزاد در مایع استفاده شود.

V= سرعت نهایی ذره

r= شعاع ذره

d1=دانسیته ذره

d2=دانسیته مایع

Ƞ =ضریب ویسکوزیته

g=ثابت وزنی

ذرات ریز یکدست دارای بار سطحی منفی هستند. برای اینکه این ذرات کنار هم قرار بگیرند، این بارهای سطحی باید خنثی شوند. به فرآیند خنثی‌سازی بار و پیوند ذرات برای تشکیل ذرات میکروفلوک، انعقاد گفته می‌شود. خنثی‌سازی بار با افزودن یک ماده منعقد کننده حاصل می‌شود که بار منفی سطح را با بار مثبت خود خنثی می‌کند. سپس ذرات منعقد شده به اندازه ذرات بزرگتر تجمع یافته و با افزودن لخته‌ساز پلی الکترولیت ته‌نشین می شوند.

مکانیسم انعقاد در شکل زیر نشان داده شده است:

لخته سازی میکرو فلاک ها توسط پلی الکترولیت

لخته سازی میکرو فلاک ها توسط پلی الکترولیت

درباره هیپوکلریت سدیم سوالاتی وجود دارد که سعی داریم در این مقاله به این سوالات پاسخ کامل دهیم. پس تا آخر ما را همراهی کنید…

برای خرید مواد شیمیایی در صنایع متعدد و همچنین خرید هیپوکلریت کلسیم می‌توانید با شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.

آیا آب ژاول بهترین ضد عفونی کننده محسوب می شود؟

تحقیقات نشان داده است که هیپوکلریت سدیم یک ماده ضدعفونی‌کننده موثر با کاربردهای گسترده است. اگرچه تعدادی دیگر از مواد ضدعفونی‌کننده (هیپو کلریت، ازن، اشعه ماوراء بنفش، ضدعفونی‌کننده خورشیدی) و فرآیندهای تصفیه‌ای (فیلترها، تصفیه شن) مورد بررسی قرار گرفته‌اند، اما به نظر می‌رسد هیپوکلریت بهترین ترکیب از نظر کم هزینه بودن، سهولت در استفاده، ایمنی و اثربخشی در مناطقی که آب کافی برای آشامیدن وجود دارد و آب بیش از حد کدورت ندارد، می‌باشد.

این خصوصیات دلایلی است که اکثر سیستم‌های تصفیه آب (فروش مواد شیمیایی تصفیه آب) در ایالات متحده و اروپا از نزدیک به 100 سال است که از کلر ضدعفونی‌کننده آب آشامیدنی استفاده می‌کنند. سایر روش‌های ضدعفونی‌کننده ذکر شده در بالا همچنین به طور موثری ضدعفونی‌کننده آب هستند و در تعدادی از تنظیمات مفید هستند.

 هیپوکلریت سدیم یا آب ژاول

هیپوکلریت سدیم یا آب ژاول

آیا می توان از هیپوکلریت کلسیم بجای آب ژاول استفاده کرد؟

قرص‌های کلر و یا HTH (همچنین به آن هیپوکلریت کلسیم گفته می‌شود) در برخی مناطق به طور گسترده‌ای موجود است. تعدادی از کاربران بالقوه SWS (safe water system) می‌دانند که از این قرص‌ها برای ضدعفونی‌کردن آب استفاده می‌شود. متاسفانه، بسیاری از افراد نسبت به دستورالعمل دوز مناسب، دانش متفاوتی دارند و این یک نگرانی است، زیرا قرص‌ها از نظر قدرت به میزان قابل توجهی متفاوت هستند.

در هائیتی، یک کیسه کوچک بسته بندی با تقریبا 100 گلوله HTH به طور گسترده در دسترس و ارزان است. با این حال، قرص‌ها از نظر اندازه متفاوت هستند، کیفیت قرص‌ها ناشناخته است و با توجه به ناخالصی‌های موجود در فرآیند تولید، می‌توانند به سرعت تخریب شوند. در سایر کشورها، قرص‌های با استحکام بسیار بالا قابل فروش هستند که وقتی برای ضدعفونی‌شدن به آب اضافه شوند، طعم و مزه‌ای قوی و ناخوشایند به جای می‌گذارند. پ

برای کاربران بسیار مهم است که از کیفیت و استحکام قرص‌های HTH و یا کلر آگاهی داشته باشند و قبل از تلاش برای استفاده از آن‌ها برای تصفیه آب آشامیدنی، روش دوز مناسب را درک کنند. در اکثر موارد، این کار برای کاربران غیرممکن است. به همین دلایل احتمالاً محلول هیپوکلریت سدیم گزینه بهتری است.

مطلب مکمل: قرص کلر چست

چگونه در رابطه با ماندگاری هیپو کلریت مطمئن شویم؟

این محلول بسیار واکنش‌پذیر و فرار است. در PH طبیعی (8-6)، هیپوکلریت اسید می‌تواند طی 2-3 هفته به میزان قابل توجهی کاهش یابد. این ماندگاری برای استفاده در SWS (سیستم آبی ایمن) کافی نیست، به همین دلیل این نوع محلول در غلظت کافی برای غیر فعال کردن ارگانیسم‌های ایجادکننده بیماری باقی می‌ماند. با بالا بردن PH محلول هیپوکلریت سدیم، محلول را تثبیت می‌کنید. 

PH را می‌توان با افزودن هیدروکسید سدیم، که به طور گسترده در دسترس است، افزایش داد. برای تعیین مقدار هیدروکسید سدیم برای افزودن به محلول هیپوکلریت، باید آزمون و خطا را انجام دهید. یک مقدار مشخص هیدروکسید سدیم را به میزان مشخصی از هیپوکلرید سدیم اضافه کنید، و سپس PH را با یک PH متر یا کیت اندازه بگیرید.

از آنجا که کیفیت آب منبع در هر مکان متفاوت است، یک مقدار استاندارد هیدروکسید سدیم برای افزودن PH وجود ندارد. باید مطمئن شوید که PH بالاتر از 11 است PH دقیق در این زمینه مهم نیست  شما فقط باید اطمینان حاصل کنید که سطح pH بالاتر از 11 است.

تعیین غلظت محلول هیپوکلریت سدیم

تعیین غلظت محلول هیپوکلریت سدیم

چگونه غلظت محلول هیپوکلریت سدیم را تعیین کنیم؟

غلظت هیپوکلریت به خصوصیات آب محلی بستگی دارد. معمولاً مقداری در محدوده 5 تا 10 میلی‌لیتر اضافه شده به 20 لیتر آب برای غیرفعال کردن ارگانیسم‌های ایجادکننده بیماری کافی است، اما طعم ناخوشایندی باقی نمی‌گذارد. پس از مشخص شدن اندازه درپوش برای پروژه شما، می‌توان از آزمایش‌های ساده‌ای برای تعیین غلظت مناسب استفاده کرد. برای انجام آزمایشات، به هیپو کلریت سدیم در دسترس، آب منبعی در منطقه خود و کیت نیاز دارید که میزان کلر آزاد و ترکیبی را اندازه‌گیری می‌کند

آیا افزودن سود یا سدیم هیدروکسید اثر هیپوکلریت اسدید را تغییر می دهد؟

خیر، زیرا وقتی محلول هیپوکلریت سدیم به آب اضافه می‌شود، PH آب را کاهش می‌دهد و هیپو کلریت فعال‌تر می‌شود. شیمی پشت این قضیه است: گستره PH از 0 تا 14 است. اسیدها PH زیر 7 دارند، بازها بالای 7 و 7 خنثی است. بیشتر آب طبیعی در حدود PH 6-7 است. هنگامی که سدیم هیپوکلریت در آب باشد، ترکیبی از دو ترکیب است که غلظت هر ترکیب وابسته به PH است.

یکی از این ترکیبات به طور قابل توجهی واکنش‌پذیرتر، بی‌ثبات و موثرتر در غیرفعال کردن باکتری‌ها نسبت به دیگر است. در PH بالا (بالاتر از 11) بیشتر هیپو کلرید سدیم به صورت ترکیب کم واکنش است. بنابراین، هنگامی که هیدروکسید سدیم را به هیپو کلریت اضافه می‌کنید، آن را به فرم کم واکنش تبدیل می‌کند.

با این حال، آب در حدود PH 6-7 است. هنگامی که مقدار کمی (5 میلی‌لیتر) محلول در PH= 11 را به مقدار زیادی (20 لیتر) آب در pH= 6-7 اضافه می‌کنید، مخلوط به PH= 6-7 تبدیل می‌شود. بنابراین، هنگامی که هیپوکلریت را در pH= 11 به آب خود در SWS اضافه می‌کنید، هیپوکلریت را به شکل واکنشی تبدیل می‌کنید و سپس ارگانیسم‌های ایجاد کننده بیماری را غیرفعال می‌کنید.

وقتی هیپوکلریت را به آب شهری که از سیستم تصفیه آب عبور کرده اضافه کنیم آیا ریسک اوور دوز کلر را داریم؟

این بسیار بعید است. اگر هیپوکلرید سدیم به آب تصفیه شده اضافه شود، احتمالاً آب همچنان در محدوده قابل قبول باقیمانده کلر قرار دارد. به طور معمول، سیستم‌های آب شهری کلر دار دارای کلر آزاد حدود 1/0 تا 0/5 قسمت در میلیون هستند. ما مقدار محلول هیپوکلریت سدیم را محاسبه می کنیم تا مقدار کلر آزاد حدود 1 قسمت در میلیون به آب تصفیه نشده برسد.

بنابراین اگر راه‌حل ما را (برای دستیابی به 1 قسمت در هر میلیون) برای تصفیه آب شهری (0/0 تا 0/5 قسمت در میلیون) اضافه کنید، سطح کلر آب “بیش از حد” هنوز در محدوده قابل قبول از 0/5 تا 2 قسمت در میلیون باشد (محدوده ای است که اثر ضد عفونی و طعم معقول را متعادل می‌کند)

خطرات هیپوکلریت سدیم

عوارض هیپوکلریت سدیم

در صورتیکه کودک سدیم هیپوکلرید را بنوشد چه اتفاقی می افتد؟

یادآوری این نکته حائز اهمیت است که غلظت آب ژاول مورد استفاده در سیستم آب سالم (SWS) تقریباً 0.5- 1 % است. مروری بر تاثیرات بهداشتی ناشی از بلع تصادفی و عمدی از سفیدکننده کامل که 5-6 % است، در مراکز کنترل سم در اروپا نشان داد که “قرار گرفتن در معرض حاد تصادفی در برابر سفیدکننده خانگی در هنگام استفاده از آب ژاول اکثریت قریب به اتفاق موارد، در اثرات جانبی ناچیز و جزئی بر سلامتی رخ می‌دهد.

نویسندگان همچنین دو مطالعه را بطور ویژه در مورد کودکان ذکر کردند:

  1. یک مطالعه در شیکاگو نشان داد که از 26 کودک بستری در اثر بلع تصادفی آب ژاول، فقط یک نفر دارای اثر سلامتی متوسط ​​(سوزش مری، که به خودی خود بدون مداخله بهبود یافته است) بود. کودکان باقیمانده فقط “اثرات تحریک خیلی جزئی” دارند
  2. بررسی 23 مورد در سنین 1 تا 3 سال که تنها یک مورد “سوختگی سطحی در مری” وجود داشت، که دو هفته بعد ناپدید شد. تلاش‌های خودکشی در بزرگسالان نشان داده است که یک دوز کشنده هیپو کلریت سدیم به طور گسترده‌ای متفاوت است، با نتایج کشنده در 200-500 میلی‌لیتر از قدرت 3-12. همانطور که در بالا ذکر شد، هیپو کلریت که در اکثر موارد مورد بررسی قرار گرفته بود، آب ژاول (سفید کننده) خانگی با قدرت بال بود: 5- 6 %. عوامل مختلف بعید می‌دانند که محلول‌های هیپوکلریت توصیه شده در سیستم آب سالم می‌تواند باعث آسیب شود.  

به خاطر داشته باشید که در اکثر کشورها، آب ژاول سیستم آب ایمن در بطری‌های 250 میلی‌لیتری فروخته می‌شود. در بعضی از کشورها از بطری‌های 500 میلی‌لیتری استفاده می‌شود. بعید است که کودک به طور تصادفی 250 یا 500 میلی‌لیتر از چیزی بنوشاند که به اندازه سدیم هیپوکلرید مضر باشد. علیرغم این داده‌های ایمنی، توصیه می‌شود بخشی از مواد آموزشی بر لزوم نگهداری این محلول در مکانی ایمن (خارج از نور خورشید، بسته شده، دور از دسترس کودکان) به دلایل بهداشتی تاکید شود.

چرا کلر اضافه شده به آب طی مدت زمانی کاهش می یابد؟

کلر یک ماده شیمیایی بسیار واکنش‌پذیر است. درست پس از افزودن چنین محلولی به آب، سطح کلر کاهش می‌یابد، زیرا کلر در واکنش به مواد معدنی و آلی و میکروب‌ها است. پس از اتمام این واکنش‌ها، کلر موجود در آب به آرامی به عنوان گاز از هوا خارج می‌شود. به همین دلیل سطح کلر آزاد و کل به آهستگی با گذشت زمان در یک ظرف تحت پوشش کاهش می‌یابد و همچنین به همین دلیل توصیه می‌شود که سطح PH محلول هیپوکلریت به بیش از 11 افزایش یابد تا عمر مفید آن افزایش یابد.

هزینه تولید هیپوکلریت سدیم

هزینه تولید هیپوکلریت سدیم

هزینه تولید هیپوکلریت سدیم چقدر است؟

در سال اول پروژه کشور در زامبیا، برای تولید 400000 بطری 78000 دلار هزینه شده است. هزینه کار 23000 دلار و هزینه مواد (نمک، سرکه، بطری و لیبل) 55000 دلار بود. بنابراین کل هزینه تولید برای هر بطری 0.20 دلار آمریکا بود. با فرض استفاده خانواده از هر بطری در هر ماه، هزینه تولید برای یک سال خانواده برای هر خانواده حدود 2.40 دلار آمریکا است.

بعد از سال اول معمولاً هزینه‌ها کاهش می‌یابد. بسته به نوع کار، مواد و مالیات بر ارزش افزوده، هزینه‌ها در کشور متفاوت است. در پروژه‌های در مقیاس کوچک با استفاده از یک ژنراتور هیپوکلریت محلی و بطری های قابل استفاده مجدد، هزینه تولید هیپو کلریت فقط هزینه نمک، آب، نیروی کار و برق است.

مواد جانبی ضد عفونی کننده ها کدامند؟

فرآورده‌های ضد عفونی کننده (DBPs) ترکیبات شیمیایی هستند که با افزودن کلر به آب با مواد آلی موجود در آن، تشکیل می‌شوند. تمام آب‌های طبیعی مقداری مواد آلی در آن‌ها وجود دارد و به طور کلی آب‌هایی که دارای کدورت بیشتری هستند (کثیف) دارای مواد ارگانیک بیشتری هستند.

DBPs هر زمان که کلر به آب آشامیدنی اضافه شود، خواه در سیستم آب سالم یا در یک تصفیه خانه در مقیاس بزرگ، نگرانی دارد با این حال، این خطر بسیار اندک است. در مناطقی که بسیاری از افراد و بسیاری از کودکان مبتلا به بیماری اسهال ناشی از آب آشامیدنی ناخوشایند هستند، خطر ابتلا به سرطان از DBP در مقایسه با خطر مرگ یا لکنت زبان در اثر بیماری‌های اسهالی بسیار اندک است.

سازمان بهداشت جهانی در دستورالعمل‌های مربوط به کیفیت آب آشامیدنی اظهار می دارد: “در شرایطی که شرایط محلی مستلزم انتخاب بین رعایت دستورالعمل‌های میکروبیولوژیکی یا دستورالعمل‌های ضدعفونی‌کننده یا فرآورده‌های ضدعفونی‌کننده است، باید کیفیت میکروبیولوژیکی همیشه اولویت داشته باشد و در صورت لزوم، یک دستورالعمل شیمیایی می‌تواند مطابق با سطح بالاتری از ریسک باشد.

وقتی منبع آبی کدر است چه کنیم؟

آب که کدر یا ابری به نظر ‌می‌رسد، آب کدر نام دارد. کدورت اندازه‌گیری از میزان نوری است که هنگام عبور از نمونه آب پراکنده می‌شود. اگر ذرات بیشتری در آب باشند، نور بیشتری پراکنده می‌شود و کدورت نیز از این رو بیشتر است. آبی که “کثیف” به نظر می‌رسد، نسبت به آبی که شفاف به نظر می‌رسد، کدورت بیشتری دارد.

از کدورت اغلب برای نشان دادن مقدار کل مواد جامد معلق و مقدار مواد آلی موجود در آب استفاده می‌شود. باکتری‌ها و سایر عوامل بیماری‌زا نیز ممکن است به ذرات موجود در آب بچسبند، بنابراین کدورت زیاد احتمال وجود عوامل بیماری‌زا در آب را افزایش می‌دهد.

هیپو کلریت

دو مسئله در رابطه با افزودن کلر به آب وجود دارد که دارای کدورت بالایی است:

کلر با تمام مواد آلی موجود در آب و همچنین باکتری‌ها و سایر عوامل بیماری‌زا به طور مساوی واکنش نشان می‌دهد. اگر مقدار زیادی مواد آلی وجود داشته باشد، برای واکنش کامل با کلیه مواد جامد محلول و مواد آلی و همچنین غیرفعال کردن باکتری‌ها و سایر عوامل بیماری‌زا، کلر بیشتری لازم خواهد بود، در صورتی که غلظت بیشتری از مواد آلی در آب منبع وجود دارد.

سه راهکار وجود دارد که می‌توان از آن‌ها برای تصفیه آب گل آلود استفاده کرد:

  1. آب را از طریق یک پارچه فیلتر کنید تا مقداری از مواد آلی خارج شود و سپس کلرینه شود.
  2. بگذارید آب به مدت 12-24 ساعت ثابت بماند بنابراین مواد آلی و جامدات به پایین آمده و ته‌نشین می‌شوند و سپس آب شفاف‌تر را درون یک ظرف جداگانه ریخته و در آنجا کلرینه می‌کنند.
  3. مقدار غلظت محلول هیپوکلریت سدیم را که به آب گل آلود اضافه شده است افزایش دهید تا مطمئن شوید کلر کافی برای غیرفعال‌کردن ارگانیسم‌های ایجادکننده بیماری وجود دارد.

هیپوکلریت سدیم چیست؟ ترکیبی است که می‌تواند به طور موثری برای تصفیه آب (فروش مواد شیمیایی تصفیه آب) مورد استفاده قرار‌ گیرد. آب ژاول در مقیاس گسترده‌ای برای تمیزی سطوح و به‌عنوان سفید کننده، از بین بردن بو و ضد عفونی کننده آب استفاده می‌شود.

برای فروش مواد شیمیایی در صنایع متعدد و همچنین خرید هیپوکلریت کلسیم می‌توانید با شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.

هیپوکلریت سدیم چیست؟

به طور کلی از هیپوکلریت (آب ژاول) محلول در آب در غلظت‌های مختلف استفاده می‌شود. اگرچه هیپوکلریت اسید جامد در دسترس است، اما به طور تجاری استفاده نمی‌شود. این محلول‌ها، مایعات مایل به سبز و مایل به زرد با بوی کلر دارند. hypochlorite calcium یک جامد سفید است که به راحتی در آزادسازی آب اکسیژن و کلر تجزیه می شود. همچنین از بوی کلر قوی برخوردار است.

هیچکدام از ترکیبات به طور طبیعی در محیط وجود ندارند. این محلول در درجه اول به عنوان ماده سفیدکننده یا ضدعفونی‌کننده استفاده می‌شود. آب ژاول به‌عنوان سفیدکننده تجاری، محلول تمیزکننده و ضدعفونی‌کننده برای آب آشامیدنی و سیستم‌های تصفیه آب بازیافتی و استخرها استفاده می‌شود.

هیپوکلریت سدیم در پالپ‌های شیمیایی، سفیدکننده نساجی، تنظیف‌کننده تجاری، سفیدکننده خانگی، عنوان ضدعفونی‌کننده استخرها، ضدعفونی‌کننده آب و فاضلاب شهری، ضدعفونی‌کننده در کارخانه‌های لبنیات و فرآوری مواد غذایی، بیمارستان‌ها و خانوارها استفاده می‌شود. همچنين از هیپوکلریت براي كنترل قارچ‌هاي تجهيزات توليد روغن و به عنوان ماده شیرین کننده (آب شیرین کن) در پالایشگاه‌های نفتی و در صنایع شیمیایی برای تولید هیدرازین، کلرید تری سدیم فسفات و مواد شیمیایی آلی استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید: شیرین سازی گاز

محلول هیپوکلریت سدیم

محلول هیپوکلریت سدیم

محلول هیپوکلریت سدیم

محلول‌های هیپو کلریت سدیم که به‌طور مستقیم با الکترولیز آب دریا یا آب نمک تولید می‌شود، عمدتاً در فاضلاب و تصفیه فاضلاب، ضدعفونی‌کننده‌های تجاری، استخرهای بزرگ و کشتی‌های برای مهار رشد باکتری در سیستم‌های آب دریا، برای تصفیه آب مقطر و به عنوان ماده ضد عفونی‌کننده برای ذخیره ماهی استفاده می‌شود. این محلول برای کنترل لجن، صدف و جلبک در لوله کشی و لوله‌ها، برای ضدعفونی آب دریا برای بازیافت روغن ثانویه و برای از بین بردن سیانید استفاده می‌شود.

هیپوکلریت اسید چه زمانی کشف شد؟

در حدود سال 1785، برتولت فرانسوی مواد سفیدکننده مایع را بر اساس هیپوکلریت اسید تولید کرد. شرکت ژاول این محصول را معرفی کرد و آن را “مایع ژاول” نامید. در ابتدا از آن برای سفید کردن پنبه استفاده می‌شد. به دلیل ویژگی‌های خاص آن به زودی به یک ماده محبوب تبدیل شد. محلول هیپوکلریت می‌تواند لکه‌های لباس را در دمای اتاق از بین ببرد. در فرانسه، این نوع محلول هنوز به عنوان “eau de Javel” یا آب ژاول شناخته می‌شود.

با افزودن هیپوکلرید سدیم به آب، PH چه تغییری می کند؟

به دلیل وجود سود سوز آور در هیپو کلریت، PH آب افزایش می‌یابد. وقتی در آب حل می‌شود، دو ماده تشکیل می‌شود که در اکسیداسیون و ضدعفونی شدن نقش دارند. این ها هیپوکلرو اسید (HOCl) و یون هیپوکلریت کمتر فعال (OCl-) هستند. PH آب میزان هیپوکلرو اسید را تشکیل می‌دهد. در حالیکه از هیپو کلریت استفاده می‌شود، از اسید هیدروکلریک (HCl) برای پایین آوردن PH استفاده می‌شود. اسید سولفوریک (H2SO4) می‌تواند به عنوان جایگزینی برای اسید استیک استفاده شود. در هنگام استفاده از اسید سولفوریک گازهای مضر کمتری تولید می‌شود. اسید سولفوریک یک اسید قوی است که به شدت با پایه‌ها واکنش نشان می‌دهد و بسیار خورنده است.

ویژگی های هیپوکلریت اسید

ویژگی های هیپوکلریت اسید

هیپوکلریت اسید چه ویژگی هایی دارد؟

یک محلول شفاف و زرد رنگ با بوی مشخص است. دارای چگالی نسبی 1.1 (5.5 % محلول آبکی) است. به عنوان یک ماده سفیدکننده برای مصارف خانگی معمولاً حاوی 5 % هیپوکلریت (pH حدود 11 آن تحریک کننده است). اگر غلیظ‌تر باشد، حاوی غلظت 10- 15 % هیپوکلریت اسید (با PH حدود 13 است، می‌سوزاند و خورنده است).

همچنین محلولی ناپایدار است. کلر با سرعت 0.75 گرم کلر فعال در روز از محلول تبخیر می‌شود و سپس گرم می‌شود. این اتفاق همچنین هنگامی رخ می‌دهد که هیپوکلریت با اسیدها، نور خورشید، برخی فلزات و گازهای سمی و خورنده از جمله گاز کلر در تماس باشد. hypochlorite calcium یک اکسیدکننده قوی است و با ترکیبات و کاهش‌دهنده‌های قابل اشتعال واکنش نشان می‌دهد. همچنین بازی ضعیف است که قابل اشتعال است. این ویژگی‌ها باید هنگام حمل و نقل، ذخیره و استفاده از آن در نظر گرفته شود.

مزایا و مضرات استفاده از هیپوکلریت اسید

مزایا

به راحتی و در صورت تولید در محل می‌توان آن را ذخیره و حمل کرد. مقدار مصرف (دوزینگ) ساده است. حمل‌و‌نقل و ذخیره‌سازی هیپو کلریت بی‌خطر است. به اندازه گاز کلر برای ضدعفونی نیز موثر است و همچنین باقیمانده ضدعفونی‌کننده، تولید می‌کند.

معایب

hypochlorite calcium یک ماده خطرناک و خورنده است. در حین کار با هیپوکلریت سدیم، برای محافظت از کارگران و محیط زیست باید اقدامات ایمنی انجام شود. نباید با هوا در تماس باشد، زیرا این امر باعث تجزیه آن می‌شود. هر دو هیپوکلریت اسید و کلر Giardia Lambia و Cryptosporidium را غیرفعال نمی‌کنند.

کاربردهای سدیم هیپوکلریت

هیپوکلریت سدیم در مقیاس وسیعی استفاده می‌شود. به عنوان مثال در کشاورزی (فروش مواد اولیه کشاورزی)، صنایع شیمیایی، صنایع رنگ و آهک، صنایع غذایی (فروش مواد اولیه صنایع غذایی)، صنایع شیشه‌ای، صنایع کاغذ، صنایع دارویی (فروش مواد اولیه صنایع دارویی)، صنایع مصنوعی و صنایع دفع زباله. در صنعت نساجی (فروش مواد شیمیایی نساجی) از سدیم هیپوکلریت برای سفید کردن منسوجات استفاده می‌شود.

بعضی اوقات به فاضلاب صنعتی اضافه می‌شود. این کار برای کاهش بوها انجام می‌شود. hypochlorite calcium گاز هیدروژن گوگرد (SH) و آمونیاک (NH3) را خنثی می‌کند. همچنین برای سم‌زدایی حمام سیانور در صنایع فلزی نیز استفاده می‌شود. از هیپو کلریت می‌توان برای جلوگیری از رشد جلبک و صدف در برج‌های خنک کننده استفاده کرد. در تصفیه آب از این محلول برای ضدعفونی‌کردن آب استفاده می‌شود. در خانوارها، اغلب از هیپوکلریت برای تصفیه و ضدعفونی خانه استفاده می‌شود.

چگونگی کار هیپوکلریت سدیم

چگونگی کار هیپوکلریت سدیم

ضد عفونی کننده هیپو کلریت چگونه کار می کند؟

با افزودن هیپوکلریت به آب،  هیپوکلرو  اسید (HOCl) تشکیل می‌شود:

هیپوکلرو اسید به اسید هیدروکلریک (HCl) و اکسیژن (O) تقسیم می‌شود. اتم اکسیژن یک اکسیدکننده بسیار قوی است. hypochlorite calcium در برابر باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها موثر است. محلول هیپوکلریت سدیم همانند کلر ضدعفونی می‌کند.

چگونه هیپوکلرید سدیم در استخرها استفاده می شود؟

هیپوکلریت در استخرهای شنا برای ضدعفونی و اکسیداسیون آب استفاده می‌شود. این مزیت را دارد که میکروارگانیسم‌ها نمی‌توانند در برابر آن مقاومت ایجاد کنند. همچنین در برابر باکتری‌های لژیونلا و بایو فیلمی که در آن باکتری‌های لژیونلا می‌توانند تکثیر شوند، موثر است. هیپوکلرو اسید با واکنش هیدروکسید سدیم با گاز کلر تولید می‌شود. به اصطلاح در آب “کلر فعال” تشکیل می‌شود.

روش‌های مختلفی برای استفاده از این نوع محلول وجود دارد. برای الکترولیز نمک در محل، از محلول نمک (NaCl) در آب استفاده می‌شود. یون‌های سدیم (Na+) و کلرید (Cl-) تولید می‌شوند.

با هدایت محلول نمکی بر روی یک سلول الکترولیز، واکنش‌های زیر در الکترودها صورت می‌گیرد:

متعاقباً کلر و هیدروکسید نسبت به تشکیل هیپوکلریت واکنش نشان می‌دهند:

مزیت سیستم الکترولیز نمک این است که دیگر نیازی به انتقال یا ذخیره‌سازی هیپوکلرید نیست. وقتی این محلول برای مدت طولانی ذخیره شود، غیرفعال می‌شود. یکی دیگر از مزایای فرایند سایت این است که کلر PH را کاهش می‌دهد و هیچ اسید دیگری برای کاهش PH لازم نیست. گاز هیدروژن تولیدشده دارای مواد منفجره بوده و در نتیجه تهویه لازم جهت جلوگیری از نشت است. این سیستم کند است و بافر hypochlorite calcium اضافی نیاز به استفاده دارد. نگهداری و خرید سیستم الکترولیز بسیار گران‌تر از هیپو کلریت است.

هنگامی که از این محلول استفاده می‌شود، استیک یا اسید سولفوریک به آب اضافه می‌شود. مصرف بیش از حد می‌تواند گازهای سمی ایجاد کند. اگر دوز خیلی کم باشد، PH بالا می رود و می‌تواند چشم‌ها را تحریک کند.

از آنجا که از هیپوکلرید هم برای اکسیداسیون آلودگی‌ها و هم برای از بین بردن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا استفاده می‌شود، غلظت مورد نیاز این محلول‌ها به غلظت این آلاینده‌ها بستگی دارد. به خصوص میزان آلودگی آلی میزان غلظت مورد نیاز را تعیین می‌کند. اگر آب قبل از اعمال هیپوکلریت سدیم فیلتر شود، به کمبود کلسیم سدیم نیاز است.

روش تولید هیپوکلریت سدیم

روش تولید هیپوکلریت سدیم

چگونه می توان هیپوکلریت اسید تولید کرد؟

هیپوکلریت سدیم به دو روش قابل تولید است:

  1. با حل کردن نمک در آب نرم، که منجر به محلول آب نمک غلیظ می‌شود. محلول الکترولیز می‌شود و محلول هیپوکلریت سدیم را در آب تشکیل می‌دهد. این محلول حاوی 150 گرم کلر فعال (Cl2) در هر لیتر است. در طی این واکنش گاز منفجره هیدروژن نیز تشکیل می‌شود.
  2. با افزودن گاز کلر (Cl2) به سود سوز آور (NaOH). هنگامی که این کار انجام شد، هیپوکلریت اسید، آب (H2O) و نمک (NaCl) با توجه به واکنش زیر تولید می شوند:

تولید هیپوکلریت سدیم

اثرات سلامتی محلول هیپوکلریت سدیم چیست؟

هیچ مقدار آستانه‌ای برای قرار گرفتن در معرض آن وجود ندارد. اثرات بهداشتی مختلفی پس از قرار گرفتن در معرض این محلول رخ می‌دهد. افراد با استنشاق آئروسل‌ها در معرض هیپو کلریت قرار می‌گیرند که باعث سرفه و گلو درد می‌شود. پس از بلع آن اثرات درد معده، احساس سوزش، سرفه، اسهال، گلودرد و استفراغ است. همچنین روی پوست یا چشم باعث قرمزی و درد می‌شود. پس از قرار گرفتن در معرض طولانی مدت، پوست می‌تواند حساس شود. برای ارگانیسم‌های آب سمی نیز است. هنگام تماس با نمک‌های آمونیوم بسیار جهش‌زا و سمی است.

هیپوکلرید سدیم در استخرهای شنا

غلظت استفاده شده hypochlorite calcium که در استخرها یافت می‌شود، به طور کلی برای افراد مضر نیست. هنگامی که بیش از حد در آب کلر وجود دارد، بافت‌های بدن را می‌سوزاند و این باعث آسیب به سیستم‌های تنفسی، معده و روده‌ها، چشم‌ها و پوست می‌شود. هنگامی که از هیپوکلرید سدیم در استخرها استفاده می‌شود، گاهی اوقات باعث ایجاد قرمزی چشم می‌شود و بوی کلر معمولی می‌دهد. هنگامی که مقدار زیادی اوره (مخلوطی از ادرار و عرق) وجود دارد، هیپوکلرو اسید و اوره به فرم کلرامین واکنش می‌دهند. این کلرامین‌ها غشاهای مخاطی را تحریک می‌کنند و به اصطلاح بوی کلر ایجاد می‌کنند. در اکثر استخرهای شنا از این مشکلات با تصفیه آب و تهویه هوا جلوگیری می‌شود. سوزش چشم پس از مدتی از بین می‌رود.

پلی آلومینیوم کلراید نوعی ترکیب پلمیری است که در صنایع تصفیه آب و پساب‌ها برای کاغذسازی و به عنوان منعقدکننده‌ها استفاده می‌شود.

برای خرید مواد شیمیایی در صنایع متعدد و همچنین خرید پلی آلومینیوم کلراید می‌توانید با شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.

پلی آلومینیوم کلراید

PAC در دو نوع پلی آلومینیوم کلراید صنعتی و خوراکی تولید و عرضه می‌شود. پلی آلومینیوم کلراید به دو صورت جامد و مایع تولید می‌شود که نوع جامد آن به‌صورت پودر و یا کریستالی است و رنگ آن از سفید شیری تا زرد پر رنگ در گریدهای متفاوت موجود است. کلرید آلومینیوم بازی، هیدروکسید آلومینیوم، کلرید آلومینیوم پلی بازی، اکسی کلرید آلومینیوم، کلروهیدرات آلومینیوم نام‌‌های دیگر این ترکیب هستند.

فرمول آن نیز AL۲ (OH)n CI۶ می‌باشد که کاربردهای بسیاری در صنعت دارد. در ادامه به کاربرد پلی آلومینیوم کلراید مختلف آن به‌طور کامل می‌پردازیم.

کاربرد پلی آلومینیوم کلراید

آلومینیوم از دیرباز به عنوان یک ماده منعقدکننده اصلی برای شفاف‌سازی آب آشامیدنی و مصارف صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است. آلومینیوم به شکل سولفات آلومینیوم (آلوم) به طور گسترده استفاده شده است. اگرچه هزینه‌ها و مشکلاتی در رابطه با کاربرد آلوم وجود دارد، اما دلیل اصلی استفاده گسترده از آن، در دسترس بودن و نبود گزینه‌های کم هزینه‌تر بوده است.

آلوم بسیار اسیدی است و می‌تواند PH را حتی در صورت استفاده از دوزهای طبیعی به طور چشمگیری کاهش دهد. در نتیجه نیاز به تزریق مواد شیمیایی دیگری همراه آلوم به سیستم (آهک یا سود سوز آور) برای جبران کاهش PH می‌باشد. استفاده از آلوم همچنین باعث تولید مقادیر نسبتاً زیادی از لجن هیدروکسید آلومینیوم می‌شود. بنابراین، با نگاهی کلی به موارد ذکر شده، هزینه‌های استفاده از آلوم شامل موارد زیر خواهد بود:

  • تنظیم PH قبل و بعد از استفاده از آلوم (با استفاده از آهک، سود سوزآور و …)
  • تصفیه لجن (لخته سازی / آبگیری)
  • دفع جامدات

افزایش هزینه‌های مربوط به مدیریت لجن، تنظیم PH و سایر تنظیمات دیگری که جهت دستیابی به کیفیت بالاتر آب مورد نیاز هستند، باعث ایجاد انگیزه برای دستیابی به منعقدکننده‌های مقرون به صرفه‌تر و کارآمد‌تر شده است.

برای این منظور، ترکیبات و محلول پلی آلومینیوم کلرید (PAC) با عملکردی بهتر از آلوم در نظر گرفته شد. نه تنها این هدف محقق شد، بلکه این ترکیبات، نسبت به آلوم مقرون به صرفه‌تر هستند. PAC تاثیر کمتری بر PH دارد و بنابراین نیاز به تزریق مواد شیمیایی جهت تنظیم PH را به حداقل می‌رساند. همچنین این ترکیبات به طور متوسط، با استفاده از ۳۰-۶۰٪ کمتر آلومینیوم عملکرد بهتری دارند و این به معنای کاهش درصد مشابهی در میزان لجن تولید شده است.

کاربرد پلی آلومینیوم کلراید

کاربرد پلی آلومینیوم کلراید

پلی کلراید آلومینیوم به عنوان کمک نگهدارنده و کمک آبگیرنده

شیمی پایانه‌تر (Wet end chemistry) عبارتست از مطالعه سطح و کلوئید شیمیایی اجزای مختلف، و فعل و انفعالات الیاف و مواد افزودنی، در فرآیند آبگیری و شکل گیری. در ده سال گذشته، روند اصلی توسعه شیمی پایانه‌تر در زمینه تبدیل کاغذسازی اسیدی به کاغذسازی قلیایی بوده است.

در صنایع کاغذسازی چین با استفاده از مواد اولیه الیاف غیر چوبی، به منظور بهبود مقاومت کاغذ و همچنین رفع مشکل آبگیری در این فرآیند تحقیقات گسترده‌ای در زمینه مواد افزودنی مختلف و توسعه روش‌های شیمی پایانه‌تر در شرایط قلیایی، انجام شده است. کاربرد پلی الومینویم کلراید در این صنعت باعث افزایش کیفیت کاغذ تولید شده و کاهش نیاز به الیاف طبیعی می‌شود.

منظور از نگهداری (retention) میزان ماندگاری الیاف، خرده الیاف و مواد پرکننده و افزودنی‌ها روی وایر در حین تشکیل ورقه و در طی فرآیند آبگیری می‌باشد. در حال حاضر، تئوری‌‎های مختلفی در این زمینه وجود دارد. عمدتاً این فرآیند هم شامل مکانیسم مکانیکی و هم شامل انعقاد کلوئیدی می شود.  نگهداری مکانیکی شامل تشکیل تدریجی پیوند مکانیکی بین ذرات کاغذ است، این مکانیسم مشابه اثر فیلتراسیون است، به طوریکه تنها بخش بلندتر الیاف در الیاف کاغذ باقی می‌ماند.

در حال حاضر، تحقیقات زیادی در مورد مکانیسم نگهدارنده الیاف و پرکننده متمرکز شده است. این مطالعات در صدد آن هستند تا با ارائه مدل‌ها و نظریات مختلف، روش‌هایی جهت بهبود این فرآیند بیابند. اثر لخته سازی کلوئیدی شامل انعقاد و لخته سازی می‌شود.

فرآیند کم آبی مواد کاغذی به طور مستقیم بر کیفیت نهایی کاغذ و عملکرد دستگاه تاثیر می‌گذارد و با بهبود فرآیند فیلتر آب می‌توان بهره‌وری، کیفیت تشکیل ورق و میزان مصرف انرژی بهینه خواهد شد. بنابراین بهبود آبگیری فرآیند کاغذسازی یکی از موضوعات مهم تحقیقات در زمینه شیمی پایانه‌تر کاغذسازی است.

به طور کلی ، تقریباً همه عوامل نگهدارنده و  عوامل خنثی‌سازی در بهبود فرآیند آبگیری نقش دارند که از جمله این ترکیبات می‌توان به سولفات آلومینیوم، پلی آلومینیوم کلرید، نشاسته، پلی الکترولیت آنیونی (خرید پلی الکترولیت) و سیستم نگهداری میکرو ذرات اشاره کرد.

پلی آلومینیوم کلراید در کاغذسازی

پلی آلومینیوم کلراید در کاغذسازی

کاربرد پلی آلومینیوم کلرید در کاغذ سازی

پلی آلومینیوم کلرید مدت زیادی است که در تصفیه آب به عنوان منعقدکننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. در سال‌های اخیر‌، الومینیوم کلرید به طور فزاینده‌ای در صنعت تولید کاغذ نیز استفاده شده است. در اوایل دهه 80، در اروپا کاربرد PAC در سیستم خنثی‌سازی توسعه یافت و آلومینیوم کلرید پلیمریزه شده جایگزین سولفات آلومینیوم شد.

پلی آلومینیوم کلراید در صنعت کاغذسازی و در تصفیه و آب فاضلاب (حاصل از فرآیند تولید کاغذ) به عنوان عامل خنثی‌سازی و همچنین عامل آبگیری و نگهداری الیاف مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این در کنترل زباله‌های آنیونی و حذف ناخالصی‌ها کاربرد دارد.

الومینیوم کلرید به عنوان عامل آهاردهی روزین در شرایط خنثی

به دلیل کمبود منابع در سراسر جهان، مواد اولیه کاغذ سازی (خرید مواد اولیه کاغذ سازی) بیش از پیش ارزشمند می‌شوند. پرکننده ارزان قیمت کلسیم کربنات CaCO3 تا آنجا که ممکن است به جای الیاف به کار می‌رود. اروپا در اواسط دهه 80 پیشگام استفاده از فناوری آهاردهی روزین جهت تولید کاغذ خنثی بوده است. در فرایند تولید CaCO3 می تواند به عنوان پرکننده مورد استفاده قرار گیرد و البته عامل کلیدی موفقیت این فرآیند استفاده از پلی آلومینیوم کلرید به جای آلوم به عنوان عامل آهاردهی است.

پلیمریزاسیون آلومینیوم کلرید در محدوده خنثی یا قلیایی صورت می‌گیرد. در حالی که استفاده از آلوم Al2 (SO4) 3 در شرایط قلیایی و خنثی باعث تشکیل رسوب Al (OH) 3 می‌شود. در واقع کلرید الومینیوم منبع جدیدی برای یون‌های آلومینیوم در فرآیند کاغذسازی خنثی است که در محدوده 7/5 pH  انجام می‌شود.

بعد از اروپا، کارخانجات کاغذ سازی در آمریکای شمالی و بسیاری از مناطق دیگر این فناوری را به کار گرفتند و کاغذ سازی اسیدی را به کاغذ سازی خنثی تبدیل کردند. آهاردهی خنثی نه تنها با استفاده از این روش هزینه تولید را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد، بلکه استفاده از مواد لاستیکی سنتزی مانند (AKD) را محدود می‌کند. البته با توجه به پایداری پلیمر آلومینیوم کلراید به عنوان ترکیبی معدنی، استفاده از این فرآیند، همچنان با مشکلاتی همراه است و نیازمند تحقیقات گسترده جهت بهبود و توسعه آن است.

کاربرد محلول کلرید آلومینیوم در صنعت

کاربرد محلول کلرید آلومینیوم در صنعت

موارد کاربرد پلی الومینیوم کلراید در صنعت

سایر کاربردهای آلومینیوم کلرید

با تبدیل تدریجی فرآیند کاغذسازی اسیدی به قلیایی، افزایش کاشت بذر به تدریج از محدوده اسیدی، قلیایی به نوبه خود، افزایش خروجی آب سفید، خمیر کاغذ تشکیل شده، افزایش حجم تولید و ناخالصی‌های آنیونی، رفته رفته به مشکلات اساسی تبدیل شدند که در دراز مدت می‌توانست هم باعث تخریب دستگاه کاغذسازی شود و هم کیفیت کاغذ نهایی را کاهش دهد.

تجربه ثابت کرده است که پلی آلومینیوم کلراید با بار کاتیونی بالا، ترکیب مناسبی جهت حذف ناخالصی‌ها است. این ترکیب می‌تواند با ناخالصی‌های آنیونی ترکیب شده و از این طریق نه تنها تثایر تداخل ناخالصی‌های آنیونی در خمیر کاغذ را کنترل کندريال بلکه باعث بهبود آبگیری آن شود.

همچنین پلیمریزاسیون آلومینیوم کلرید به راحتی در سطح فیبر قابل جذب است ، همچنین می‌تواند با بار منفی پرکننده‌ها جذب شود و باعث می‌‌شود که آن‌ها بیشتر در صفحات باقی بمانند. هم‌افزایی با سایر پلیمرهای آلی می‌تواند به طور موثری میزان نگهداری مواد و عملکرد فیلتر آب دوغاب را بهبود بخشد.

علاوه بر این PAC همچنین می‌تواند با مکانیسمی مشابه حذف ناخالصی‌های آنیونی، لایه رزین را به طور موثر کنترل کند. در مقایسه با Al2 (SO4) 3، کلرید آلومینیوم می‌تواند رزین را به طور موثر روی الیاف ثابت کند، همچنین استفاده از PAC می‌تواند رسوب مواد غیر محلول مانند BaSO4 را تا حد زیادی کاهش دهد.

پلی آلومینیوم کلراید به یکی از “دستیاران” ضروری برای فعالان محیط زیست و تولید کاغذ در اروپا و آمریکای شمالی و سایر مناطق تبدیل شده است و عملکرد آن بیشتر در زمینه تصفیه آب و هر جنبه دیگری از شیمی پایانه‌تر کاغذسازی است. بنابراین تنها بر اساس تحقیقات عمیق و گسترده و بر اساس تجزیه و تحلیل محصولات پلیمری آلومینیوم کلرید می‌توان برای عملکردهای متفاوت این محصول و بهینه‌سازی شرایط استفاده از آن در محیط‌های مختلف، انتخاب معقولی داشت و به بهترین شکل ممکن از این منبع جدید آلومینیوم بهره برد.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی الومینیوم کلراید

Light Yellow Powder Appearance
30%Min Al2O3
۷۵-۸۵% Basicity
کمتر از ۰٫۵% Insoluble
کمتر از ۰٫۵% N
کمتر از ۰٫۰۰۰۱ As
کمتر از ۰٫۰۰۰۱ Cr6+
کمتر از ۰٫۰۰۰۱ PH

اطلاعات پایه کلرید آلومینیم

نام تجاری پک (PAC)
ماده تشکیل دهنده آلومینا (AL2O3)
نام شیمیایی پلی آلومینیم کلراید، آلومینیم پلی کلرید، آلومینیم کلروهیدرات
کاربردها تصفیه آب و فاضلاب، کاغذسازی

مزایای استفاده از پلی آلومینیوم کلرید

نرخ رشد به کارگیری ترکیبات پلی آلومینیوم کلرید (PAC) بسیار چشمگیر بوده است. در بسیاری از مناطقی که پک برای یک بازه زمانی معقول به بازار عرضه شده است، جایگزین بیش از ۷۵٪ کل تقاضای آلوم شده است. تقریباً در همان زمان که پک ساخته شد، پلیمرهای آلی دیگری نیز به عنوان کمک منعقدکننده به صنعت تصفیه آب معرفی شدند. اگرچه این پلیمرها اساسا به اندازه منعقدکننده‌های اصلی موثر نیستند، اما کاربرد آن در کنار آلومینیوم باعث بهبود عملکرد کلی می‌شود.

امروزه با پیشرفت در این زمینه و با دستیابی به نسل سوم ترکیبات تصفیه آب (فروش مواد شیمیایی تصفیه آب)، مزایای استفاده همزمان از PAC و منعقدکننده‌های آلی، روش‌های بهینه‌ای را در این صنعت به ارمغان آورده است. استفاده از ترکیبات پلی الومینیم کلرید با بالاترین سطح عملکرد، هزینه‌های کلی فرآیند را از جمله هزینه‌های مربوط به کنترل PH و دفع لجن را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. همچنین محصول کلرید الومینیم به ساده سازی فرایندها کمک می‌کند، زیرا نیاز به تزریق سایر مواد شیمیایی را از بین می‌برد.

مزایای پلی الومینیوم کلراید

مزایای پلی الومینیوم کلراید

به طور کلی مزایای استفاده از آلومینیوم کلراید عبارتست از:

اثر تصفیه کننده آن در آب‌های با دمای پایین، کدورت کم و بسیار آلوده به مواد آلی، بسیار بهتر از منعقدکننده‌های آلی دیگر است، علاوه بر این، هزینه تصفیه ۲۰ تا ۸۰ درصد کاهش می‌یابد.

  • پلی آلومینیم کلرید می‌تواند به شکل‌گیری سریع لخته (خصوصاً در دمای پایین) منجر شود.
  • دوز PAC نسبت به سایر فلوکولانت‌ها کوچک‌تر است، که برای بهبود کیفیت آب تصفیه شده بهتر است.
  • این ترکیب با طیف گسترده‌ای از آب‌ها در دماهای مختلف (در تابستان و زمستان) و در مناطق مختلف (در جنوب و شمال چین) سازگاری دارد.
  • الومینیم کلراید می‌تواند با طیف وسیعی از مقدار PH= 5-9 سازگار باشد و می‌تواند بعد از پردازش، مقدار PH و قلیائیت را کاهش دهد.
  • پک (PAC) نسل جدید منعقدکننده است که خصوصیات ویژه آن از عملکرد ماده اصلی تشکیل‌دهنده فعال آن یعنی پلی آلومینیوم کلراید ناشی می‌شود. ترکیبات PAC به صورت محلول در آب یا به صورت پودر عرضه می‌شود، که عملیات حمل و نقل، ذخیره‌سازی و کاربرد آن در دوز مورد نیاز را تسهیل می‌کند.

از دیگر مزایای منعقد کننده پلی آلومینیوم

  • مقدار آلومینیوم باقیمانده در آب تصفیه‌شده کم است ، به طور معمول ۰٫۰۱-۰٫۰۵ میلی گرم در لیتر.
  • آلومینیوم کلرید و آلومینیم کلرو هیدرات در آب با دمای کم، بسیار خوب کار می‌کنند. در صورتیکه در دماهای پایین ذرات آلوم به یکدیگر می‌چسبند و فلاک تشکیل می‌دهند. در حالی که لخته‌های تشکیل شده از منعقدکننده‌های پلی آلومینیوم تمایل دارند به طور مساوی در دمای کم و در دمای معمولی آب مستقر شوند.
  • استفاده از PAC لجن کمتری را در مقایسه با آلوم در دوز معادل، ایجاد می‌کند.
  • دوزهای پایین‌تری از کلراید آلومینیم برای دادن نتایج معادل آلوم، مورد نیاز است. به عنوان مثال، دوز ۱۲ میلی‌گرم در لیتر پلی آلومینیم (۱۰۰٪) برای تصفیه آب رنگی کم کدورت نسبت به عملکرد مشابه به دست آمده هنگام استفاده از دوز آلوم ۵۵ میلی‌گرم در لیتر مورد نیاز بود.
  • افزایش کلرید در آب تصفیه شده بسیار کمتر از افزایش سولفات از آلوم است و در نتیجه افزایش کلی در TDS آب تصفیه شده کاهش می‌یابد.
  • منعقدکننده‌های پلی آلومینیوم به طور معمول دو برابر قیمت مایع آلوم هستند به ازای هر کیلوگرم آلومینیوم. با این حال، دوزهای پایین‌تر از منعقد کننده و دوزهای کم باز، قبل و بعد از تصفیه آب می‌توانند استفاده از پلی آلومینیم‌ها را اقتصادی کنند. محلول آلومینیوم کلراید (۱۰٪ Al2O3) برای نگهداری در دمای کمتر از ۵۰ درجه سانتی‌گراد برای ۴ تا ۵ ماه پایدار است و برای استفاده زیاد و دوز فله بسیار ایده‌آل است.
روش تولید پلی آلومینیوم کلراید

روش تولید پلی آلومینیوم کلراید

تولید پلی آلومینیوم کلراید

پلی آلومینیم کلرید، از طریق واکنش PAC 18٪ با سولفات آلومینیوم و دو نوع پایه مختلف تولید می‌شود. این واکنش در شرایط اتاق و بدون تشکیل باقیمانده جامد- برخلاف سایر فرآیندهای تجاری که نیاز به تصفیه دارند، انجام می‌شود. این محصول دارای پایداری مناسب جهت ذخیره‌سازی و دامنه pH2-3 می باشد.
محصول نهایی این فرآیند پلی آلومینیوم کلرو هیدروکسی سولفا، با قلیائیت قابل تنظیم بین ۶۸-۶۰، شامل یک پایه دوم به عنوان عامل توالی است. این عامل توالی‌ساز، به‌طور قابل توجهی ویژگی‌های پلیمر را بهبود می بخشد. از جمله آن می‌توان به افزایش سرعت انعقاد و لخته‌ سازی، حتی در صورت کدورت کم و دمای پایین اشاره کرد. همچنین قابلیت ذخیره سازی محصول نهایی را افزایش می‌دهد.

پلیمر به طور کامل در آب تصفیه شده هیدرولیز می‌شود و باقیمانده آلومینیوم، کمتر از ۱۰۰ ppb با دوز ۲۰ ppm به جای می‌ماند، در حالیکه PAC 9-10٪ HB استاندارد تقریباً ppb200 یون آلومینیوم به جای می‌گذارد.

در واحدهای تولید PAC 9HB ، میزان قلیائیت برای محصول خروجی از طریق سیستم کنترل نرم افزار تنظیم می‌شود. به این ترتیب، می‌توان فرآیند واحد تولید را براساس خصوصیات مختلف فیزیکی-شیمیایی مواد اولیه مورد استفاده در مخزن‌های مختلف اصلاح کرد، تا در نهایت میزان قلیائیت مورد نظر به دست بیاید.

خطوط تولید PAC 18٪ در مخزن با واکنش اچینگ دسته‌ای آلومینا با محلول آبی اسید هیدروکلریک انجام می‌شود. واکنش در یک راکتور شیشه‌ای مجهز به همزن داخلی صورت می‌گیرد. در حین واکنش دمای رآکتور کنترل می‌شود و در پایان واکنش محصول واکنش به مخزن نگهدارنده تخلیه می‌شود.

محصول تخلیه شده در همزن نگهداری می‌شود و آلومینایی که وارد واکنش نشده، با استفاده از عملیات فیلتراسیون از آن جدا می‌شود. محصول شفاف به داخل ظرف‌هایی انتقال می‌یابد تا محصول در شرایط استاندارد نگهداری شود. بدین منظور آب، اسید هیدروکلریک و یا سولفات آلومینیوم با توجه به مشخصات بازار هدف، می‌تواند با محصول مخلوط شود. پساب مایع، که عمدتاً شامل آب‌های اسیدی است، در مخزن نگهدارنده جمع‌آوری می‌شوند تا پس از بازیافت مجددا وارد خط تولید شوند.

منعقد کننده پلی آلومینیوم کلراید

منعقد کننده پلی آلومینیوم کلراید

منعقدکننده پلی آلومینیوم کلراید و انواع آن

ترکیبات پلی آلومینیوم کلراید در گریدهای مختلف تولید می‌شود از جمله:

  • PAC 18٪ :PAC مایع با قلیائیت متوسط ، حاوی %۰/۵ ± %۱۷/۵ Al2O3، مخصوص پساب و خنثی‌سازی. این ماده به عنوان کمک منعقدکننده اولیه برای هر فرآیند شفاف سازی / لخته سازی مربوط به تصفیه آب‌های سطحی یا زیرزمینی و پساب‌های شهری یا صنعتی استفاده می‌شود. PAC 18 با توجه به میزان بالای آلومینیوم منجر به مصرف دوز کمتری و در نتیجه کاهش حجم لجن و لزوم تنظیم PH می‌شود. همچنین باعث بهبود حذف جامدات و یا فسفر نسبت به منعقدکننده‌های معمولی می‌شود.
  • PAC 9٪ HB :PAC مایع با قلیائیت بالا، حاوی %۰/۵ ± %۹ Al2O3 ، مخصوص آب آشامیدنی.
    PAC 9 نیز با توجه به میزان بالای آلومینیوم منجر به مصرف دوز کمتری و در نتیجه کاهش حجم لجن و لزوم تنظیم PH می‌شود. همچنین باعث بهبود حذف جامدات و یا فسفر نسبت به منعقدکننده‌های معمولی می‌شود.
  • PAC 30٪: فرم پودری با قلیائیت متوسط، حاوی %۰/۵ ± %۳۰ Al2O3

PAC 9 HB با کارایی بالا برای آب آشامیدنی

برای به دست آوردن نتایج خوب در تصفیه آب آشامیدنی، که در آن باید از پلی الکترولیت به دلیل خاصیت جهش زایی صرف نظر کرد، از میزان کمتر آلومینیوم و با قلیائیت بالاPAC 9٪ -۱۰٪ Al2O3 استفاده می‌شود.
معمولاً ، PAC 9 ٪ -۱۰٪ Al2O3 با رقیق‌سازی PAC 18٪ Al2O3 در یک پایه مانند Na2CO3 جهت دستیابی به قلیائیت %۷۰-%۵۸ ، تولید می‌شود. این ترکیب و فرمولاسیون مشابه آن حدود ppb200 یون آلومینیوم در آب تصفیه شده آزاد می‌کنند که از پایداری محدودی برخوردار است.

مطلب مکمل: پلی آلومینیوم کلراید در تصفیه آب

کوپلیمر پلیمری است که از 2 یا بیشتر جزء تشکیل شده است. هدف کوپلیمر کردن، بهبود کیفیت محصول نهایی می‌باشد.

برای خرید مواد شمیایی مختلف یا کوپلیمر AA/AMPS می‌توانید با شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.

کاربرد کوپلیمر

آب تمیز لزوماً همان آب خالص نیست. حتی آب تمیز حاوی یون‌ها و موادمعدنی است که در شرایط مناسب می‌توانند باعث خوردگی شوند و از محلول رسوب کنند و منجر به تجمع رسوب شوند. در مواد شوینده، یون‌های آب سخت، سورفکتانت‌های آنیونی را غیرفعال می‌کنند و آن‌ها را در حل‌شدن کثیفی بی‌فایده می‌سازند. تجمع نمک‌ها در رسوب می‌تواند جریان آرام سیستم‌های تصفیه آب را مختل کند و منجر به سایش و پارگی غیرضروری در لوله‌ها شود.

در تصفیه خانه‌های فاضلاب، copolymer در درجه اول برای کمک به مدیریت فرآیند خشک‌کردن و تجمیع لجن استفاده می‌شوند. لجن ایجاد شده در فرآیند تصفیه فاضلاب معمولاً مخلوطی از 5-10٪ مواد زاید و 90-95٪ آب است. همچنین کاربردهای رایج کوپلیمرهای بلوک در چسب‌ها، سورفکتانت‌ها، غشاها، فوم‌ها و لوازم آرایشی (فروش مواد اولیه آرایشی بهداشتی) است. علاوه بر این، پلیمری که از بلوک‌های گروه‌بندی شده بزرگ از هر یک از مونومرها تشکیل شده است نیز یک کوپلیمر بلوکی در نظر گرفته می‌شود.

آکریلات‌ها در ساخت کوپلیمرها برای پوشش‌ها و رنگ‌ها، درزگیرها، چسب‌ها، الیاف نساجی، جوهرهای چاپ کاربرد پیدا کرده‌اند. این پلیمر بسیار سوپرجاذب است و بنابراین در پوشک استفاده می‌شود. کوپلیمرهای آکریلات ترموپلاستیک، در زیست پزشکی و انواع کاربردهای پیشرفته دیگر استفاده می‌شوند. کوپلیمرهای محلول در آب مانند رزین فنولیک سولفونه (SPF)، کوپلیمر آکریلات/سولفونات محلول در آب و استون فرمالدئید سولفوناته (SAF) نیز با موفقیت در بتن استفاده شده‌اند.

کوپلیمر مالئیک و اکریلیک اسید در برج‌های خنک‌کننده، دیگ‌های فشار متوسط یا پایین‌تر و سیستم تقطیر که معمولاً در آن دمای بالا وجود دارد استفاده می‌شود. کوپلیمر مالئیک و اکریلیک اسید را می‌توان به تنهایی یا همراه با سایر فسفات‌های آلی استفاده کرد. هنگام استفاده با هم، دوز 2-10 میلی گرم در لیتر ترجیح داده می‌شود. دوز استفاده به عنوان بافته‌شده و رنگرزی و شوینده جانبی باید با آزمایش تعیین شود.

در صورت داشتن علاقه می‌توانید مشکلات برج خنک کننده را مطالعه کنید.

کوپلیمرهای محلول در آب در بسیاری از زمینه‌ها از جمله فرآوری مواد معدنی و سرامیکی، تصفیه آب و پوشش‌ها استفاده شده است. یکی دیگر از حوزه‌های کاربردی مهم در صنعت ساخت‌وساز بوده است. به این پلیمرها کاهنده آب با برد بالا یا فوق روان‌کننده می‌گویند. افزودن تنها مقدار کمی از یکی از آن‌ها می‌تواند به‌طور قابل توجهی کارایی، مقاومت مکانیکی و سایر خواص بتن را بهبود بخشد. یک copolymer جدید بنام متاکریلات/2-اکریلامیدو-2-متیل پروپان سولفونات محلول در آب (PMAMP) به عنوان عامل پراکندگی ذرات سیمان استفاده شده است.

انواع کوپلیمر

copolymer پلیمری است که از دو یا چند گونه مونومر تشکیل شده است. بسیاری از پلیمرهای مهم تجاری، کوپلیمر هستند. به‎‌عنوان مثال می‌توان به پلی اتیلن-وینیل استات (PEVA)، لاستیک نیتریل و اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) اشاره کرد. فرآیندی که در آن یک copolymer از چندین گونه مونومر تشکیل می‌شود به عنوان کوپلیمریزاسیون شناخته می‌شود. اغلب برای بهبود یا اصلاح خواص خاصی از پلاستیک استفاده می‌شود.

تفاوت هموپلیمر و کوپلیمر

تفاوت هموپلیمر و کوپلیمر

تفاوت هموپلیمر و کوپلیمر

هموپلیمر پلیمری است که تنها از یک نوع واحد مونومر ساخته شده است. تفاوت در ساختار یک کوپلیمر و یک هموپلیمر در زیر نشان داده شده است.

طبقه بندی کوپلیمرها

انواع کوپلیمرهای خطی

آن‌ها را می‌توان بیشتر به چند دسته مانند کوپلیمرهای متناوب و آماری طبقه‌بندی کرد. این طبقه‌بندی براساس آرایش مونومرها بر روی زنجیره اصلی انجام می‌شود.

کوپلیمرهای بلوکی

هنگامی که بیش از یک واحد هموپلیمر از طریق پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل شوند، ماکرومولکول تک زنجیره‌ای حاصل را کوپلیمر بلوکی می‌نامند.

بلوک اتصال یک واحد میانی است که در آن دو زنجیره هموپلیمر به هم متصل می‌شوند.

یک copolymer دو بلوک شامل دو بلوک هموپلیمر است در حالی که یک کوپلیمر سه بلوکی شامل سه بلوک مجزا از هموپلیمرها است.

نمونه‌ای از چنین پلیمری اکریلونیتریل بوتادین استایرن است که معمولاً به عنوان لاستیک SBS شناخته می‌شود.

تصویری که ساختار یک کوپلیمر بلوکی را که از مونومرهای “A” و “B” تشکیل شده است، در زیر توضیح می‌دهد.

ساختار کوپلیمر بلوکی

ساختار کوپلیمر بلوکی

کوپلیمر آماری

پلیمرهایی هستند که در آن‌ها دو یا چند مونومر به ترتیبی مرتب شده‌اند که از برخی قوانین آماری پیروی می‌کند.

اگر کسر مولی یک مونومر برابر با احتمال یافتن باقیمانده آن مونومر در هر نقطه از زنجیره باشد، کل پلیمر به عنوان یک پلیمر تصادفی شناخته می‌شود.

این پلیمرها عموماً از طریق روش پلیمریزاسیون رادیکال آزاد سنتز می‌شوند.

نمونه‌ای از پلیمرهای آماری لاستیک ساخته شده از کوپلیمرهای استایرن و بوتادین است.

تصویری که ساختار یک کوپلیمر آماری را توضیح می‌دهد در زیر ارائه شده است.

ساختار کوپلیمر آماری

ساختار کوپلیمر آماری

کوپلیمرهای متناوب

حاوی یک زنجیره اصلی با مونومرهای متناوب هستند.

فرمول یک کوپلیمر متناوب ساخته شده از مونومرهای A و B را می توان به (-A-B-)n تعمیم داد.

نایلون 6،6 نمونه‌ای از یک کوپلیمر متناوب است که از واحدهای متناوب هگزامتیلن دی آمین (فروش هگزا متیلن دی آمین) و اسید آدیپیک تشکیل شده است.

تصویری که ساختار کلی این پلیمرها را توضیح می‌دهد در زیر ارائه شده است.

ساختار کوپلیمر متناوب

ساختار کوپلیمر متناوب

کوپلیمرهای دوره ای

این پلیمرها دارای یک توالی تکرار شونده هستند که در آن مونومرها در یک زنجیره منفرد مرتب شده‌اند. تصویری از ساختار یک کوپلیمر تناوبی که از مونومرهای A و B تشکیل شده است در زیر ارائه شده است.

ساختار کوپلیمر دوره ای

ساختار کوپلیمر دوره ای

کوپلیمرهای گرادیان و استریوبلاک

کوپلیمرهای تک زنجیره‌ای که در آن‌ها ترکیب مونومرها به تدریج در طول زنجیره اصلی تغییر می‌کند، کوپلیمرهای گرادیان نامیده می‌شوند. اگر تاکتیک مونومرها با بلوک‌ها یا واحدهای مختلف در پلیمر متفاوت باشد، ماکرومولکول به عنوان کوپلیم استریوبلاک شناخته می‌شود.

کوپلیمر شاخه ای چیست؟

همانطور که از نام آن پیداست، پلیمری است که در آن مونومرها یک ساختار منشعب را تشکیل می‌دهند. برخی از انواع مهم آن‌ها عبارتند از: کوپلیمرهای ستاره ای، شانه ای، پیوندی و برس. یک کوپلیمر ستاره‌ای شامل چندین زنجیره پلیمری است که به یک هسته مرکزی متصل هستند.

کوپلیمر شاخه ای

کوپلیمر شاخه ای

 

ضد کف سیلیکونی چیست؟ دکتر کمیکال آنتی فوم‌های سیلیکونی را به صورت امولسیون عرضه می‌کند و همچنین این مواد از نوع روغن در آب بوده و بنابراین برای پراکندگی ساده در یک محیط آبی مناسب است و به دلیل ویسکوزیته نسبتاً کم، به راحتی توسط پمپ ها پمپ می‌شوند. فروش ضد کف سیلیکونی در دکتر کمیکال کیفیتی مناسب نسبت به قیمت عرضه شده در بازار دارد و می‌تواند مشکلات ناشی از تشکیل کف در خطوط تولید از جمله صنایع کاغذ سازی، نساجی (فروش مواد اولیه نساجی)، معادن، چسب، ساختمانی و … را مرتفع سازد.

برای خرید و فروش مواد شیمیایی با کارشناسان فروش دکتر کمیکال از طریق شماره ذکر شده در زیر در تماس باشید.

ضد کف سیلیکونی چیست؟

ضد کف سیلیکونی در از بین بردن کف ایجاد شده در صنعت بسیار مفید است، اگرچه در بیشتر موارد ایجاد کف سبک هیچ مشکلی ایجاد نمی‌کند، اما تشکیل کف‌های سنگین اغلب منجر به مشکلات فنی در خطوط تولید و تصفیه می‌شود. مشکلات ناشی از ایجاد کف توسط متغیرهایی مانند دما، سطح و مقادیر حسگر، تا اختلاط ضعیف معرف‌های شیمیایی در ظرف واکنش و حفظ محصولات در کف گسترش می‌یابند. در نهایت، وجود کف می‌تواند بر نظر مشتری در مورد فرآیند تاثیر منفی بگذارد. وجود کف در فاضلاب می‌تواند منجر به درگیری با ساکنان و مقامات محلی شود، حتی اگر کف کاملاً برای مردم و محیط زیست بی‌ضرر باشد.

آنتی فوم سیلیکونی چگونه کار می کند؟

آنتی فوم سیلیکونی در فرمولاسیون خود درصدی از روغن سیلیکون دارد. کف پراکندگی گاز در فاز مایع یا جامد است. کف توسط مواد فعال سطحی (سورفکتانت‌ها) که میل ترکیبی هم به هوا و هم به مایع دارند تشکیل می‌شود. بنابراین حباب‌های حاصل توسط سورفکتانت تثبیت می‌شوند.

ماده سیلیکونی فعال موجود در آنتی فوم سیلیکونی، جایگزین مولکول‌های سورفکتانت روی سطح حباب می‌شود. به همین دلیل، فیلم نازک‌تر می‌شود و منجر به بی ثباتی و فروپاشی (پارگی وزیکول) می‌شود.

مکانیسم ضد کف

مکانیسم ضد کف

ذرات آنتی فوم سیلیکونی به سطح فیلم حباب فوم شده حرکت می‌کنند و باعث بی‌ثباتی بیشتر کف می‌شوند.

مکانیسم ضد کف 2

مکانیسم ضد کف 2

آنتی فوم سیلیکونی حباب کف را می‌ترکاند و هوای محصور در آن خارج می‌شود.

مکانیسم ضد کف 3

مکانیسم ضد کف 3

امروزه آنتی فوم سیلیکونی به دلیل نسبت قیمت به کیفیت بهتر در مقایسه با آنتی فوم ارگانیک بهترین راه‌حل باقی‌مانده است. محصولات مبتنی بر سیلیکون به طور کامل 3 نیاز اساسی آنتی فوم موثر را برآورده می‌کنند:

  1. کشش سطحی کم (تقریباً 21 mN/m)
  2. نامحلول بودن در محیط کف
  3. نسبت اسپری خوب

شما می‌توانید با مراجعه به بخش خرید ضد کف، انواع آنتی فوم‌ها را خریداری کنید.

خواص آنتی فوم سیلیکونی

خواص آنتی فوم سیلیکونی

خواص آنتی فوم سیلیکونی

  • آنتی فوم سیلیکونی بسیار موثر است و بنابراین، اغلب مقرون به صرفه‌تر از آنتی فوم آلی می‌باشد..
  • آنتی فوم‌های سیلیکونی تقریباً روی تمام انواع کف‌هایی که به وجود می‌آیند کار می‌کنند.
  • آنتی فوم‌های سیلیکونی از نظر شیمیایی بی‌اثر هستند و بنابراین مستعد حملات شیمیایی نیستند.
  • آنتی فوم سیلیکونی پایدار حرارتی هستند.
  • آنتی فوم سیلیکونی ایمن سمی نیست.
  • از آنجایی که آنتی فوم سیلیکونی هیچ محصول تجزیه مضری منتشر نمی‌کند، برای محیط زیست بی‌خطر است.
  • روغن سیلیکون به نام پلی دی متیل سیلوکسان جزء اصلی یک آنتی فوم سیلیکونی است.

ضد کف سیلیکونی می‌تواند یک ترکیب (100٪ ماده فعال)، امولسیون (درصد مواد فعال مختلف) یا پودر باشد.

تاثیر آنتی فوم سیلیکونی بر محیط زیست

آنتی فوم سیلیکونی اساساً مخلوطی از پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) است. PDMS یک ترکیب بسیار بی‌اثر است. مطالعات نشان داده است که PDMS با هیچ یک از اجزای فاضلاب تعاملی ندارد. PDMS به دلیل نامحلول بودن در آب دارای مقادیر COD و BOD پایینی است. پلی دی متیل سیلوکسان در طول پردازش وارد هیچ واکنشی نمی‌شود. پلی دی متیل سیلوکسان به خوبی روی رسوب جذب می‌شود، بنابراین بخش عمده‌ای از PDMS معرفی شده با مواد ته نشین شده، رسوب می‌کند.

سپس رسوب به محل دفن زباله تخلیه می‌شود، جایی که PDMS به طور غیر زیستی به دی اکسید کربن، آب و دی اکسید سیلیکون تجزیه می‌شود. تمام مقدار باقیمانده PDMS (در حد تعیین تحلیلی) منجر به اتصال ذرات معلق در آب تصفیه شده می‌شود. پس از ته نشین شدن ذرات معلق، PDMS دوباره مانند مورد قبلی دچار تجزیه غیر زنده می‌شود.

PDMS

PDMS

دوز و غلظت آنتی فوم سیلیکونی

برای حداکثر بهره‌وری، از آنتی فوم سیلیکونی دکتر کمیکال بدون رقیق‌سازی استفاده کنید. آزمایش‌های صنعتی بهترین راه برای تعیین دوزهای بهینه آنتی فوم سیلیکونی هستند، با این حال، آزمایش‌های آز اولیه اغلب نتایج مشابهی را برای محصولات مختلف نشان می‌دهند. به طور کلی، بسته به کاربرد و پایداری فوم، دوز بهینه آنتی فوم بین 10-1000 ppm است. آنتی فوم سیلیکونی دکتر کمیکال را می‌توان برای به دست آوردن پراکندگی بهتر در فوم رقیق کرد، این امر کارایی کف‌زدا را مختل می‌کند. توصیه می‌کنیم از حد رقت 1:10 تجاوز نکنید. محصول رقیق شده را می‌توان به طور مستقیم استفاده کرد.

مقاومت در برابر لرزش آنتی فوم سیلیکونی

اثربخشی ضد کف سیلیکونی براساس اندازه ذرات است. بنابراین نیروهای عرضی و تلاطم برای اثربخشی آنتی فوم‌های سیلیکونی از اهمیت بالایی برخوردار است. این قانون تا حدی برای محصولاتی که قبلاً به شکل پراکنده هستند، مانند امولسیون‌ها قابل اجرا است. ذرات توسط نیروهای عرضی شکسته می‌شوند و کارایی آنتی فوم در مقایسه با محصولات ساکن اولیه کاهش می‌یابد.

پمپاژ آنتی فوم سیلیکونی

امولسیون‌ سیلیکونی باید به دقت پمپ شوند. توصیه می‌کنیم از پمپ‌های دنده آهسته استفاده کنید، زیرا آن‌ها می‌توانند حتی مقادیر کم را با دقت بسیار زیادی اندازه‌گیری کنند. همانطور که قبلا ذکر شد، تلاطم می‌تواند یک آنتی فوم را از بین ببرد. بنابراین سرعت جریان باید نسبتاً آهسته باشد (کمتر از 1 m/s).

ذخیره سازی آنتی فوم سیلیکونی

پایداری آنتی فوم سیلیکونی دکتر کمیکال در دماهای بالا (بالای 60 درجه سانتی گراد) کاهش می‌یابد و در یخبندان باید افت دما از بین برود. پس از باز کردن ظرف یا درام آنتی فوم سیلیکونی، درب آن باید دوباره محکم بسته شود تا از آلودگی میکروارگانیسم‌ها جلوگیری شود.