Kas yra katijoninis ir anijoninis poliakrilamidas?
Poliakrilamidas (PAM) yra vandenyje{0}}tirpus polimeras, gaunamas polimerizuojant akrilamido monomerus. Priklausomai nuo funkcinių grupių, įvestų į polimero grandinę, PAM skirstomas į anijonines, katijonines arba nejonines. Poliakrilamido CAS numeris yra 9003-05-8. Anijoninis poliakrilamidas (APAM) turi neigiamo krūvio grupes, katijoninis poliakrilamidas (CPAM) turi teigiamai įkrautas grupes, o nejoninis poliakrilamidas neturi reikšmingo krūvio. Šie krūvio skirtumai lemia, kaip kiekvienas polimeras sąveikauja su vandenyje pakibusiomis dalelėmis, taigi, kokioms reikmėms kiekvienas tipas tinka geriausiai.
1 skirtumas: elektros krūvis ir molekulinė struktūra
Pagrindinis skirtumas tarp anijoninio ir katijoninio poliakrilamido yra jų elektrinis krūvis. Anijoninis poliakrilamidas gaunamas kai kuriuos vandenilio atomus amido grupėje pakeičiant neigiamo krūvio funkcinėmis grupėmis, paprastai karboksilato grupėmis, todėl polimero grandinė turi neigiamą krūvį. Katijoninis poliakrilamidas, priešingai, sintetinamas įvedant teigiamai įkrautas katijonines grupes, paprastai ketvirtines amonio grupes, todėl polimero grandinė turi teigiamą krūvį. Krūvio tipas ir krūvio tankis tiesiogiai įtakoja, kaip polimeras priartėja prie dalelių ir jungiasi prie jų: anijoninę grandinę traukia teigiamai įkrautos dalelės, o katijoninę – neigiamai įkrautos dalelės, kurios yra dauguma organinių koloidų ir biologinio dumblo kietųjų medžiagų.
2 skirtumas: flokuliacijos mechanizmas
Dviejų tipų polimerai užtikrina kietojo{0}}skysčio atskyrimą skirtingais mechanizmais:
Anijoninis PAM daugiausia veikia tiltų būdu: jo ilgos, neigiamo krūvio grandinės adsorbuojasi ant dalelių ir sujungia jas į didesnius flokulius. Jis efektyviausias naudojant neorganines skendinčias medžiagas, metalų hidroksidus ir mineralines daleles, turinčias teigiamą paviršiaus krūvį.
Katijoninis PAM apjungia krūvio neutralizavimą su tiltu: jo teigiami krūviai neutralizuoja neigiamą organinių koloidų paviršiaus krūvį, sumažindami atstūmimą tarp dalelių, o polimero grandinė tuo pačiu metu jas suriša. Dėl to jis yra labai veiksmingas organinių{1}} nuotekų ir biologinio dumblo valymui.
Kadangi skiriasi dominuojantis mechanizmas, skiriasi ir optimali molekulinė masė bei krūvio tankis: anijoninis PAM paprastai tiekiamas labai didelės molekulinės masės tiltams, o katijoninis PAM parenkamas su krūvio tankiu, suderintu su neigiamu pašarų kietųjų medžiagų krūviu.
3 skirtumas: taikymo scenarijai
Dėl įkrovimo skirtumo kiekvienam tipui atsiranda skirtingi taikymo laukai.
| Taikymas | Anijoninis PAM (APAM) | Katijoninis PAM (CPAM) |
|---|---|---|
| Nuotekų valymas | Pramoninės nuotekos su neorganinėmis skendinčiomis medžiagomis | Komunalinės ir organinės{0}}nuotekos |
| Dumblo nusausinimas | Neorganinis arba mineralinis dumblas | Biologinis ir organinis dumblas |
| Mineralų apdorojimas | Atliekų tirštinimas ir nuskaidrinimas | Mažiau paplitęs |
| Naftos atgavimas | Patobulintas alyvos atgavimas ir gręžimo skysčiai | Ribotas naudojimas |
| Popieriaus gamyba | Pagalbinės sulaikymo ir drenažo priemonės kai kuriose sistemose | Sulaikymas, drenažas, stiprumo ir glotnumo gerinimas |
| Tekstilė ir dažymas | Dispersantas ir skaidrinimo priemonė | Spalvos ir COD pašalinimas iš dažų nuotekų |
Praktiškai atranka vadovaujasi sistemos dalelių krūviu: neigiamai įkrautos organinės kietosios medžiagos reikalauja katijoninės PAM, o teigiamai įkrautos neorganinės kietosios medžiagos reikalauja anijoninės PAM.
Produkto formos ir atrankos parametrai
Poliakrilamidas yra kelių fizinių formų ir specifikacijų diapazonų:
Formos: balti milteliai, granulės ir emulsija. Miltelių ir granulių produktai ištirpsta vandenyje, kad susidarytų klampūs tirpalai, kurie yra labai veiksmingi flokuliacijos, sedimentacijos ir filtravimo procesuose.
Molekulinė masė: produktai svyruoja nuo mažos iki labai didelės molekulinės masės; Didesnė molekulinė masė paprastai pagerina anijoninių tipų sujungimą.
Krūvio tankis: katijoniniai produktai klasifikuojami pagal krūvio tankį (dažnai išreiškiamas procentais), kuris turėtų atitikti neigiamą pašarų kietųjų medžiagų krūvio poreikį.
Joniškumas: anijoniniai produktai klasifikuojami pagal hidrolizės laipsnį arba anijonų kiekį, o tai turi įtakos jų tirpumui ir sujungimui.
Norėdami pasirinkti tinkamą rūšį, naudotojai turėtų atlikti stiklainio testą: į reprezentatyvius mėginius dozuoti skirtingus polimerus ir dozes, stebėti flokulių susidarymą ir nusėdimą bei išmatuoti drumstumą, supernatanto skaidrumą ir dumblo filtruojamumą. Šis empirinis metodas yra patikimesnis nei atrankos-nykščio{2}} taisyklė, nes tikri nuotekų srautai labai skiriasi.
Tvarkymas ir aplinkosaugos svarstymai
Poliakrilamido tvarkymas ir naudojimas apima keletą praktinių dalykų:
Lėtai, gerai maišydami, ištirpinkite PAM miltelius, kad nesusidarytų gumulėlių ir išvengtumėte žuvies akių; naudokite rekomenduojamą tirpimo laiką ir koncentraciją, paprastai nuo 0,1 % iki 0,5 % pradinio tirpalo.
Dirbdami su milteliais dėvėkite apsaugą nuo dulkių, kad neįkvėptumėte.
Laikykite PAM sausoje, vėsioje vietoje; drėgmė ir karštis gali suardyti polimerą ir sumažinti jo efektyvumą.
Naudokite mažiausią veiksmingą dozę, kad kontroliuotumėte išlaidas ir sumažintumėte kietųjų medžiagų apkrovą.
Pasirinkite žemus-likutinius monomerus, kuriuose reguliuojamas akrilamido monomero kiekis, ir laikykitės vietinių standartų dėl didžiausio leistino monomero likučio vandens valymo įrenginiuose.
Teisingas dozavimas ir naudojimas maksimaliai padidina našumą ir sumažina poveikį aplinkai.
Dažnai užduodami klausimai
Koks yra pagrindinis skirtumas tarp katijoninio ir anijoninio PAM?
Pagrindinis skirtumas yra elektrinis krūvis: katijoninis poliakrilamidas (CPAM) turi teigiamą krūvį ir geriausiai veikia su neigiamo krūvio organinėmis dalelėmis, o anijoninis poliakrilamidas (APAM) turi neigiamą krūvį ir geriausiai veikia su teigiamai įkrautomis neorganinėmis dalelėmis.
Kuris PAM yra geriausias dumblo nusausinimui?
Biologiniam ir organiniam dumblo nusausinimui dažniausiai naudojamas katijoninis PAM, o neorganiniam arba mineraliniam dumblui – anijoninis PAM. Galutinis pasirinkimas turėtų būti patvirtintas bandant indelį su tikruoju dumblu.
Ar anijoninis PAM gali būti naudojamas geriamojo vandens valymui?
Anijoninis poliakrilamidas naudojamas kaip flokuliantas vandens skaidrinimui, kai tai leidžia vietiniai standartai, griežtai ribojant likutinį akrilamido monomerą ir dozavimą. Naudotojai turi laikytis galiojančių geriamojo vandens naudojimo taisyklių.
Koks yra poliakrilamido CAS numeris?
Poliakrilamido CAS numeris yra 9003-05-8.
Kaip pasirinkti tarp CPAM ir APAM?
Nustatykite savo sraute esančių dalelių krūvį, tada atlikite indelių testus su potencialiais produktais. Katijoninis PAM tinka organinėms{1}}turtingoms ir neigiamai įkrautoms kietoms medžiagoms; anijoninis PAM tinka neorganinėms ir teigiamai įkrautoms kietoms medžiagoms. Palyginkite floko dydį, nusėdimo greitį, supernatanto skaidrumą ir dumblo nusausinimo efektyvumą.
Ar poliakrilamidas yra biologiškai skaidus?
Pats poliakrilamidas nėra lengvai biologiškai skaidomas. Akrilamido monomeras yra toksiškas, todėl jo likučių kiekis polimere yra reguliuojamas, todėl naudotojai turėtų pasirinkti žemas-likučių rūšis ir tvarkyti medžiagą pagal vietinius aplinkosaugos reikalavimus.
