پلی الکترولیت (Polyelectrolyte) یا پلی آکریل آمید یکی از منعقدکننده های بسیار قوی می باشد که در صنایع مختلف از قبیل تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرد. این مواد پلیمری ترکیباتی خطی از مونومرها می باشند که بر اساس بار الکتریکی آنها تقسیم بندی می گردند. نقش این مواد در لخته سازی و انعقاد ذرات کلوئیدی و معلق در پساب ها، جذب ذرات با بارهای یونی مثبت و منفی و خنثی و اتصال آنها به یکدیگر می باشد.

پلی الکترولیت موسوم به لخته ساز یا به اصطلاح فلوکولانت می باشد. در واقع پلی الکترولیت ها، پلیمرهای زنجیر بلند آلی هستند که به صورت معمول وزن مولکولی این پلیمرهای شیمیایی بالغ بر یک میلیون بوده و هم به صورت طبیعی و هم سنتزی یافت می شوند. این نوع از ماده شیمیایی کمک می کند که مواد معلقی که در آب شناور هستند منعقد شده و به شکل راحت تری از آب جدا گردند.

این ماده شیمیایی در سه نوع نانیونیک، کاتیونیک و آنیونیک در بازار موجود می باشد. این ماده شیمیایی خاصیت الکترولیتی و پلیمری دارد و و قابل حل شدن در اتانول، آب، کلروفرم و اتر می باشد. این ماده در رنگ سفید و فاقد بو و به شکل جامد بلوری به بازار عرضه می گردد. این ماده، مواد معلق در آب را با سرعتی تقریباً 2 برابر دیگر منعقد کننده های کمکی و منعقد کننده ها ته نشین می کند.

آنچه در ادامه خواهیم خواند :

» انواع پلی الکترولیت
» پلی الکترولیت آنیونی
» پلی الکترولیت کاتیونی
» پلی الکترولیت نانیونی
» پلی الکترولیت مایع
» فرایند لخته سازی با پلی الکترولیت
» پلی الکترولیت تصفیه آب
» تولید پلی الکترولیت
» کاربردهای پلی الکترولیت
» مزیت استفاده از پلی الکترولیت
» خرید پلی الکترولیت


پلی الکترولیت دارای نام های دیگری از جمله پم (PAM) یا پلی آکریل آمید می باشد. در حقیقت این ماده شیمیایی به وسیله ایجاد کردن فلاک هایی بزرگ تر و سنگین تر عمل انعقاد و یا لخته سازی را انجام می دهد و با این روش موجب حذف ذرات و مواد معلق می گردد. پلی الکترولیت که معمولاً در کیسه هایی به وزن 25 کیلوگرم به بازار عرضه می گردد به صورت محلول در آب بوده و در طول زنجیره پلیمری بار یونی خود را حفظ می نماید. همانطور که پیش تر ذکر گردید این پلیمر شیمیایی در سه نوع پلی الکترولیت آنیونی، کاتیونی و نانیونیک به بازار عرضه می گردد که در ادامه تشریح هر کدام از آن ها پرداخته می شود.

شرکت مهر آذر تامین کننده پلی الکترولیت با کیفیت بالا و قیمت ارزان، در این مطلب به معرفی کامل ویژگی های این ترکیب پلیمری پرداخته و انواع آن را شرح خواهد داد.

آیا پلی آکریل آمید یک پلی الکترولیت است؟ پلی‌الکترولیت‌هایی که عملاً به‌عنوان لخته‌ساز استفاده می‌شوند، عمدتاً پلی‌آکریل‌آمیدهای محلول در آب، پلی‌فسفات‌ها و پلیمرهای طبیعی اصلاح‌شده - ژلاتین‌ها، کیتوزان، و کاراگینان، و همچنین مشتقات نشاسته و سلولز هستند.

یکی از بزرگترین چالش ها در فرآیند تصفیه آب و فاضلاب، عدم ته نشین شدن ذرات با بار منفی و مثبت معلق می باشد. به همین دلیل از برخی مواد منعقد کننده یا لخته ساز در فرآیند زلال سازی آب و تصفیه فاضلاب استفاده میشود. پلی الکترولیت (Polyelectrolyte) یکی از پلیمرهای بسیار کاربردی با زنجیره طولانی و قدرت واکنش پذیری بالا می باشد که قادر است ذرات باردار معلق را خنثی نموده و منجر به اتصال آنها به یکدیگر و تشکیل لایه های بزرگ از مواد لخته شده گردد. این مواد منعقد کننده به صورت پودر و محلول و ژل در دسترس بوده و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرند و به شدت به آب علاقه مند بوده و قادر به تولید محلول های آبی با غلظت زیاد هستند. با توجه به بار یونی این ذرات لازم است از انواع مختلف پلی الکترولیت استفاده شود. در حالت کلی بر اساس دنباله کاتیونی یا آنیونی متصل به ساختار پلی آکریل آمید، می توان انواع پلی الکترولیت را به سه گروه تقسیم بندی نمود که عبارتند از:

o       پلی الکترولیت کاتیونی (cationic )

o       پلی الکترولیت آنیونی (anionic )

o       پلی الکترولیت خنثی یا نانیونی (non-ionic )

 نوع کاتیونی پلی آکریل آمید (PAM) قادر است ذراتی مانند شن و ماسه که دارای بار منفی هستند را به خود جذب کند و در مقابل، پلی آکریل آمید آنیونی قادر به جذب ذرات ارگانیک که دارای بار مثبت هستند می باشد. از مهم ترین ویژگی های هر یک از این سه گروه می توان به موارد زیر اشاره نمود:

 قدرت بالا در واکنش پذیری با ذرات باردار و بدون بار معلق

پلی الکترولیت از چه چیزی ساخته شده است؟ پلی الکترولیت ها پلیمرهایی با گروه های تکرار شونده قابل یونیزاسیون مانند پلی آنیون ها و پلی کاتیون ها هستند. این گروه‌ها می‌توانند در حلال‌های قطبی مانند آب تفکیک شوند، بارهایی را روی زنجیره‌های پلیمری باقی بگذارند و یون‌های متضاد را در محلول آزاد کنند.

پلی الکترولیت آنیونی

هنگام واکنش آکریل آمید با هوموپلیمرها و کوپلیمرهای مربوط به نمک اسید اکریلیک، پلیمری با بار الکتریکی منفی موسوم به پلی الکترولیت آنیونی یا آنیونیک تشکیل می گردد. همچنین به این پلیمر ایجاد شده پلی آکریل آمید آنیونی و یا فلوکانت آنیونی نیز گفته می شود. سنتز این ماده که به صورت پلیمریزاسیون در دمای بسیار بالا انجام می گردد به شکل خطی بوده و در آب به صورت کاملاً محلول می باشد. لازم به ذکر است که پلی الکترولیت آنیونی غالباً در بنزن، استون، اتر، حلال های آلیفاتیک و دیگر حلال های طبیعی و ارگانیک به صورت نامحلول می باشد.

این ماده به دلیل خاصیت های مفید و ارزشمندی که دارد به راحتی قادر به انجام لخته سازی، ضخیم سازی، برندگی و پراکنده سازی می باشد. لذا از الکترولیت آنیونی در کارخانجات سنگبری، فرآوری مواد آلی و معدنی، بازیافت روغن، شستشوی زغال سنگ، متالوژی، کاغذسازی، انعقاد مواد شیمیایی، صنعت نساجی، تولید شکر، حفاظت از محیط زیست، داروسازی، کشاورزی، مصالح ساختمانی و بتن و سایر صنایع استفاده می شود.

پلی الکترولیت کاتیونی

هنگام واکنش نانو ذرات دارای بار مثبت یا در اصطلاح کاتیونی با کوپلیمرها یا هوموپلیمرهای مربوط به آکریل آمید، پلی الکترولیت کاتیونی یا کاتیونیک تشکیل می گردد. در حقیقت واکنش آمین های ثانویه با اپی کلرو هیدرین، پلی آمین های کاتیونی را تشکیل می دهد.

پلی الکترولیت نانیونی

از واکنش نمک آکریل آمید و هوموپلیمرهای اسید اکریلیک، پلیمرهایی فاقد بار الکتریکی و در اصطلاح خنثی به نام پلی الکترولیت غیر یونی یا نانیونیک به دست می آید.

بیشتر بخوانیم : پلی الکترولیت 

پلی الکترولیت مایع

منعقد کننده ها یا لخته سازهای پلی الکترولیتی در شکل های مختلفی چون ژل های آبی، محلول های آبی، پودر خشک، امولسیون های هیدروکربنی و گرانول تهیه و تولید می گردند. شایان ذکر است که نوع مایع این ترکیبات پلیمری در دسته پلیمر امولسیون و محلول قرار دارد. غالباً مصرف پلی آکریل آمیدها به صورت پودری است ولی بعضی از کاربران برای سهولت در استفاده نوع مایع آن را به کار می برند.

فرایند لخته سازی با پلی الکترولیت

همان طور که اشاره شد، اصلی ترین دلیل برای استفاده از پلی آکریل آمید، قدرت بالای آن در انعقاد ذرات جامد و معلق می باشد. با ورود پلیمرهای PAM به تصفیه خانه یا مخازن نگهداری از آب و پساب های صنعتی و نیمه صنعتی، ذرات با بار مثبت جذب پلی الکترولیت آنیونی و ذرات با بار منفی جذب کاتیونی می گردند. در این شرایط پلیمرها در نقش یک اتصال دهنده بین ذرات معلق عمل میکنند و منجر به ایجاد زنجیره و لایه های بزرگ می گردند. در نهایت، با سنگین شدن وزن لایه های لخته شده ذرات معلق به کف مخزن یا استخر تصفیه شده و به مرور با تجهیزات مختلف لجن تولید شده در این گام تخلیه می گردد.

پلی الکترولیت تصفیه آب

همانطور که ذکر گردید پلی الکترولیت ها موادی بسیار مهم و ضروری برای تصفیه آب به شمار می روند. گفتنی است در آب ناخالصی هایی مانند مواد آلی و معدنی طبیعی کلوئیدی و حل نشده و مواد معلقی مثل سیلیکا، رس، جلبک ها یا سلول های میکروبی وجود دارند. به منظور رسوب دادن و جدا سازی همه این ناخالصی ها، از ترکیبات مهم و کارآمدی مانند پلی الکترولیت ها استفاده می گردد. در واقع پلی الکترولیت ها به سبب دارا بودن جرم بالای مولکولی و همچنین به واسطه بار الکتریکی خود، بهترین مواد برای منعقد کردن و ته نشین ساختن این رسوبات و ناخالصی ها هستند. لذا کاربرد اصلی این پلیمرهای شیمیایی، بکارگیری آن ها در تصفیه نمودن آب به عنوان یک فلوکولانت می باشد.

تولید پلی الکترولیت

تولید پلی الکترولیت ها به وسیله پلیمریزاسیون اکریلیک اسید یا آکریل آمید مایع صورت می گیرد. دمای تقریبی محلول های آبی در پلیمریزاسیون 60 درجه سانتیگراد می باشد و مونومرها بر روی غلظت 40 درصد (4 درصد اکریلیک اسید و 36 درصد آکریل آمید) تنظیم می گردند. در این فرآیند با بهره بردن از ویژگی ها و خصوصیات تابش القایی و همچنین گرم شدن مایکروویو، زنجیره های خطی پلیمری با قابلیت حلالیت بالا و خوب در آب تشکیل می شوند. در ادامه با کاهش غلظت مونومرهای موجود و باقی مانده، ظرفیت انعقاد و لخته سازی پلیمرهای بوجود آمده، افزایش می یابد.

قدرت بسیار بالا پلی الکترولیک کاتیونی و آنیونی و نوع بدون بار آن در جذب ذرات باردار معلق در آب، باعث میشود تا از این گروه مواد منعقد کننده در صنایع مختلف استفاده شود. این مواد بیشتر برای انعقاد ذرات معلق در دمای حدود 12 درجه سانتی گراد مورد استفاده قرار میگریند. برخی از رایج ترین کاربردهای این منعقد کننده پلیمری عبارتند از:

کاربرد پلی الکترولیت بسیار گسترده می باشد و از آن می توان در حوزه تصفیه آب و فاضلاب و همچنین صنایع مختلف استفاده نمود که دلیل اصلی کاربرد زیاد آن، مزایای این مواد منعقد کننده پلیمری می باشد. از مهم ترین مزیت های Polyelectrolyte می توان به گزینه های زیر اشاره نمود:

حذف آب در فرآیند اتصال ذرات معلق به یکدیگر منجر به تولید لجن با آب کمتر می گردد

استفاده از این مواد پلیمری منعقد کننده منجر به افزایش و تغییر TDS  آب نمی گردد

لجن تولید شده با این مواد بسیار کمتر از سایر مواد منعقد کننده می باشد

کاهش مقدار مصرف مواد منعقد کننده به دلیل واکنش پذیری بالا

خاصیت اسیدی پایین لجن تولیدی در مقایسه با سایر مواد منعقد کننده

قابلیت حذف مواد ارگانیک و کاهش سطح میکروارگانیسم های مضر برای سلامتی بدن

عدم نیاز به تنظیم کننده های PH

افزایش سرعت ته نشینی مواد معلق

تولید پلی الکترولیت به صورت پودر، محلول و ژل صورت می گیرد و در صنایع مختلف از آن استفاده می گردد. نکته بسیار مهم این که، در حال حاضر این مواد منعقد کننده پلیمری در ایران تولید نشده و محصولی وارداتی به شمار می روند. گروه مهر آذر یکی از تامین کننده های شناخته شده این مواد می باشد که به چند دلیل مهم می تواند یکی از گزینه های مناسب برای خرید پلی الکترولیت محسوب گردد.

در ایران پلی الکترولیت تولید نمی شود و در واقع هیچ تولید کننده ای در آن وجود ندارد. این ماده شیمیایی از کشورهای دیگر خریداری و  وارد ایران می شود. آمریکا، فرانسه، ژاپن، فنلاند، انگلیس، چین، آلمان و کره از مهم ترین کشورهای تولید کننده پلی الکترولیت به شمار می روند.

از مهم ترین برندهای تجاری پلی الکترولیت که در ایران مصرف می شوند می توان به فلوکولانت (Flocculant)، سپاران (Separan)، تیرول، آلکالار، پرستل (Praestol) و... اشاره نمود. پلی الکترولیت ها از پلی آکریل آمید/ سدیم آکریلات و پلی آکریل آمید مشتق می شوند و غالباً از کشورهای چون ژاپن، انگلیس، آلمان، کره و چین وارد می شوند. در حال حاضر شرکت های زیادی در ایران اقدام به واردات و همچنین فروش پلی الکترولیت ها در انواع و اشکال مختلف می نمایند. کاربران می بایست با توجه به نیاز خود اقدام به خرید نوع و شکل مناسب از پلی الکترولیت از یکی از شرکت های فعال در این حوزه نمایند.

کارشناسان گروه مهر آذر از طریق راه های ارتباطی ذکر شده در پایین صفحه، مشاوره های رایگان قبل از خرید این مواد را ارائه می دهند. با توجه به نوع ذرات معلق در آب و پساب های صنعتی و بهداشتی، مقدار و ظرفیت تصفیه خانه و سایر شرایط محیطی، می توان گزینه های مختلفی را برای خرید پلی الکترولیت انتخاب کرد. علاوه براین، قیمت پلی الکترولیت ارائه شده در گروه مهر آذر بسیار مناسب بوده و می تواند تاثیر زیادی بر کاهش هزینه ها داشته باشد.