فرآیندهای تولید و طبقه بندی پلی آکریل آمید (PAM)
I. پلیمریزاسیون با محلول آبی
مزایا: هزینه کم، تجهیزات ساده، ایمنی بالا و توانایی دستیابی به وزن‌های مولکولی بسیار بالا. مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ پودر خشک 25 کیلوگرمی کیسه ای.
1. تهیه و تصفیه مواد: آب دیونیزه شده با آکریل آمید خالص شده (AM) مخلوط می شود. برای PAM آنیونی، اسید اکریلیک (AA) اضافه می شود. برای PAM کاتیونی، مونومرهای کاتیونی مانند DMC یا DAC اضافه می شوند. pH تنظیم می شود و گاز نیتروژن برای حذف اکسیژن وارد می شود (زیرا اکسیژن پلیمریزاسیون را مهار می کند).
2. شروع و پلیمریزاسیون: یک سیستم شروع ردوکس اضافه می شود (معمولاً پرسولفات آمونیوم ترکیب شده با بی سولفیت سدیم، اغلب با یک آغازگر آزو تکمیل می شود). دما بین 20 تا 50 درجه حفظ می شود و پلیمریزاسیون آدیاباتیک به مدت 2 تا 6 ساعت ادامه می یابد و منجر به یک بلوک ژل جامد و الاستیک می شود.
- PAM غیر یونی: از طریق هموپلیمریزاسیون AM تولید می شود.
- PAM آنیونی (APAM) - دو روش:
① هموپلیمریزاسیون و به دنبال آن هیدرولیز (رویکرد اصلی): ابتدا یک بلوک ژل غیر یونی تولید می شود، سپس با حرارت دادن با NaOH برای معرفی گروه های کربوکسیل هیدرولیز می شود. درجه هیدرولیز را می توان تنظیم کرد و این روش وزن مولکولی بالاتری را به همراه دارد (که معمولاً برای APAM با وزن مولکولی بالا در کاربردهای میدان نفتی استفاده می شود).
② کوپلیمریزاسیون-هیدرولیز: AM و اسید اکریلیک با هم پلیمریزه می شوند. این فرآیند ساده تر است، اگرچه وزن مولکولی حاصل کمی کمتر است.
- PAM کاتیونی (CPAM): از کوپلیمریزاسیون مستقیم AM و مونومرهای کاتیونی تولید می شود. این نوع نمی تواند تحت هیدرولیز قلیایی قوی قرار گیرد. درجه یونی توسط نسبت مونومرها کنترل می شود و هزینه تولید بالاتر است.
3. دانه بندی: بلوک ژل به ذرات ژل کوچکتر بریده یا خرد می شود.
4. خشک کردن با هوای گرم: ذرات در دمای 80 تا 120 درجه خشک می شوند تا رطوبت آن برابر باشد.<10%. The temperature must be carefully controlled; excessive heat can cause molecular weight degradation or cross-linking, rendering the polymer insoluble.
5. پودر کردن و الک کردن: مواد به پودر تبدیل می شوند و الک می شوند (معمولا مش 80-120).
6. تست کیفیت (وزن مولکولی، درجه یونی، سرعت انحلال، محتوای آکریل آمید باقیمانده) و بسته بندی.
II. پلیمریزاسیون امولسیونی معکوس (امولسیون PAM، محصول مایع)
سیستم آب در روغن (W/O): محلول آبی AM به عنوان فاز پراکنده عمل می کند، در حالی که نفت سفید یا یک هیدروکربن مشابه به عنوان فاز پیوسته عمل می کند. روغن سفید به عنوان یک فاز روغن پیوسته عمل می کند. یک امولسیفایر اضافه می شود تا ماده را به ریز قطرات پراکنده کند، که سپس پلیمریزه می شوند.
III. پلیمریزاسیون سوسپانسیون فاز معکوس
قطرات مونومر در یک حلال آلی معلق و پلیمریزه می شوند و پلی آکریل آمید (PAM) را مستقیماً به شکل دانه ها (ذرات مروارید مانند) تولید می کنند.
IV. پلیمریزاسیون پراکندگی (روش جدیدتر)
یک فرآیند پراکندگی مبتنی بر آب که از استفاده از مقادیر زیاد حلال‌های آلی اجتناب می‌کند. محصول حاصل یک پراکندگی مبتنی بر آب است. به سرعت حل می شود و در درجه اول در کاغذ سازی با کیفیت بالا و به عنوان یک افزودنی برای پوشش ها استفاده می شود. ظرفیت تولید نسبتا محدود است.
چهار نوع اصلی
APAM (آنیونی PAM)
مناسب برای فاضلاب های حاوی مواد جامد معلق غیر آلی - مانند فاضلاب های حاصل از شستشوی زغال سنگ، فرآوری مواد معدنی، کارخانه های شن و ماسه، تاسیسات آبکاری، کارخانه های فولادسازی و تصفیه آب (شفاف سازی). در شرایط pH قلیایی بیشترین تاثیر را دارد و مقرون به صرفه ترین گزینه است.
2. CPAM (PAM کاتیونی)
عمدتاً برای آبگیری لجن (از جمله لجن حاصل از فاضلاب شهری، کشتارگاه ها، فرآوری مواد غذایی و کاغذسازی) و برای تصفیه فاضلاب های غنی از آلی استفاده می شود. بر اساس درجه یونی آن (از 10 تا 60) طبقه بندی می شود و گران ترین نوع است.
3. NPAM (PAM غیر یونی)
برای سیستم های آب اسیدی، کنترل پروفیل در چاه های نفت، حفظ رطوبت خاک، و اندازه نساجی استفاده می شود.
4. PAM آمفوتریک
مورد استفاده برای فاضلاب پیچیده که با نوسانات قابل توجه در کیفیت آب مشخص می شود. این نوع کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.
