يقدم
البولي أكريلاميد غير الأيوني، المعروف باسم NPAM ، هو بوليمر عضوي يستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات. بفضل تركيبها الجزيئي الخاص، تتمتع هذه المادة بخصائص فريدة مثل امتصاص الماء، والالتصاق، والقدرة على تكوين الهلام. في هذه المقالة سوف ندرس الكيمياء وطرق الإنتاج والتطبيقات والفوائد الخاصة بـ NPAM .
1. مقدمة عن بولي أكريلاميد غير أيوني (NPAM)
البولي أكريلاميد غير الأيوني هو بوليمر قابل للذوبان في الماء يتكون عن طريق بلمرة الأكريلاميد . على عكس الأنواع الأيونية (الكاتيونات والأنيونات)، يفتقر هذا البوليمر إلى المجموعات المشحونة وبالتالي لديه سلوك كيميائي مختلف.
التركيب الكيميائي لـ NPAM
الصيغة الجزيئية لـ NPAM هي كما يلي:
-[CH2-CH(CO-NH2)]n-
-
يؤدي غياب المجموعات الأيونية إلى جعل البوليمر مستقرًا حتى في البيئات ذات تركيزات الملح العالية.
-
الوزن الجزيئي العالي (عادة ما يكون بين 1 إلى 20 مليون دالتون) يجعله لزجًا ولزجًا.
2. طريقة إنتاج بولي أكريلاميد غير أيوني
يتم إنتاج NPAM بشكل عام عن طريق بلمرة الجذور الحرة للأكريلاميد . المراحل الرئيسية للإنتاج هي:
2.1. البلمرة في المحلول المائي
-
المواد الخام: الأكريلاميد النقي + محفز الجذور الحرة (مثل بيرسلفات الأمونيوم).
-
ظروف التفاعل: 50-70 درجة مئوية في بيئة خالية من الأكسجين.
-
المنتج النهائي: محلول بولي أكريلاميد لزج يجف إلى مسحوق أبيض.
2.2. بلمرة المستحلب
في هذه العملية، يتم استخدام مادة فعالة سطحية لتشكيل مستحلب، وبالتالي إنتاج جزيئات بوليمرية دقيقة.
23. طريقة بلمرة الهلام
في هذه الحالة يتم إجراء التفاعل في وسط مركّز ويتم الحصول على المنتج على شكل هلام، ثم يتم تجفيفه وطحنه إلى مسحوق.
3. تطبيق NPAM في مختلف الصناعات
يتم استخدام NPAM على نطاق واسع في العديد من الصناعات بسبب خصائصه الفريدة:
3.1. معالجة المياه والصرف الصحي
-
التكتل وترسيب الجسيمات: يستخدم NPAM كمواد تكتل في معالجة مياه الصرف الصناعي والبلدي .
-
يقلل من عكارة المياه: عن طريق تكوين شبكة بوليمرية تربط الجزيئات الدقيقة العالقة.
3.2. صناعة النفط والغاز
-
الاستخلاص المعزز للنفط (EOR): في عملية غمر البوليمر ، تعمل NPAM على زيادة لزوجة الماء المحقون، وبالتالي استخراج المزيد من النفط.
-
حفر آبار النفط: يستخدم كجهاز تحكم ريولوجي في سوائل الحفر .
3.3. صناعة الورق
-
تحسين قوة الورق: يعمل NPAM كتعزيز لشبكة الألياف .
-
يمنع تشتت الجسيمات: يستخدم في عملية إنتاج اللب.
زراعة
-
تحسين الاحتفاظ بالمياه في التربة: يعمل NPAM كممتص فائق يحتفظ بالمياه في التربة.
-
يقلل من تآكل التربة: يمنع انجراف التربة عن طريق تكوين طبقة واقية.
3.5. التعدين
-
فصل المعادن: يستخدم كمواد متخثرة في عمليات التعويم .
4. مزايا بولي أكريلاميد غير الأيوني
-
استقرار كيميائي عالي في البيئات المالحة والحمضية.
-
أقل سمية من البوليمرات الكاتيونية.
-
قابل للذوبان بسرعة في الماء.
-
لا يولد شحنة ، مما يجعله مثاليًا للأنظمة الحساسة للأيونات.
5. مقارنة بين NPAM والبولي أكريلاميد الأيوني
ميزة | ميثاكريلات غير بروبيل | بولي أكريلاميد كاتيوني | بولي أكريلاميد أنيوني |
---|---|---|---|
يحمل | حيادي | إيجابي | سلبي |
حساسية الملح | قليل | كثيراً | نصف |
التطبيقات الرئيسية | صناعة النفط والزراعة | معالجة مياه الصرف الصحي | التعدين وصناعة الورق |
6. نصائح السلامة عند استخدام NPAM
-
تجنب ملامسته المباشرة للجلد والعينين.
-
يحفظ في مكان بارد وجاف.
-
في حالة استنشاق الغبار استخدم قناعًا.
7. الخاتمة
بولي أكريلاميد غير أيوني (NPAM) هو بوليمر يستخدم على نطاق واسع وله خصائص فريدة للاستخدام في معالجة المياه وصناعة البترول والزراعة والتعدين . بفضل استقراره الكيميائي العالي وسميته المنخفضة ، فهو بديل مناسب للعديد من المواد الكيميائية الضارة. مع تقدم تكنولوجيا البوليمر، من المتوقع أن يصبح تطبيق NPAM أكثر انتشارًا في المستقبل.
الأسئلة الشائعة
❓ هل NPAM آمن للبيئة؟
نعم، هذا البوليمر قابل للتحلل البيولوجي ولا يشكل أي خطر في التركيزات الطبيعية.
❓ما هو الفرق بين NPAM والبولي أكريلاميد الكاتيوني؟
لا تحتوي NPAM على أي شحنة، في حين أن الأنواع الكاتيونية لها شحنة موجبة وتستخدم لتحييد الجسيمات السالبة.
❓هل يمكن استخدام NPAM في مياه الشرب؟
نعم، ولكن يجب أن تكون عالية النقاء وتستوفي معايير النظافة.
تقدم هذه المقالة مراجعة شاملة للبولي أكريلاميد غير الأيوني . إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات، يرجى الاتصال بكيميائي البوليمر.
البولي أكريلاميد غير الأيوني هو نوع من البوليمرات القابلة للذوبان في الماء والمكونة من مونومرات الأكريلاميد. على عكس الأنواع الأخرى من بولي أكريلاميد، فإن بولي أكريلاميد غير الأيوني غير مشحون، مما يعني أنه لا يحتوي على شحنة أنيونية أو كاتيونية.
مواصفات بولي أكريلاميد غير أيوني
الاسم الكيميائي | بولي أكريلاميد غير أيوني |
مظهر | حبيبات بيضاء |
محتوى المواد الصلبة (المواد الصلبة)/% | ≥88 |
محتوى مونومر الأكريلاميد (على أساس جاف)/% | ≤0.05 |
زمن الذوبان/دقيقة | ≤120 |
البقايا على المنخل (فتحة المنخل 1.00 مم)/% | ≤2 |
المواد غير القابلة للذوبان في الماء/% | ≤1.0 |
محتوى الكلوريد/% | ≤0.5 |
محتوى الكبريتات/% | ≤1.0 |
تعبئة وتحميل بولي أكريلاميد غير أيوني
الوزن الصافي 25 كجم / كيس ورقي، مبطن بكيس بلاستيكي. |
تطبيق بولي أكريلاميد غير أيوني
يستخدم البولي أكريلاميد غير الأيوني على نطاق واسع في مختلف الصناعات بسبب قابليته للذوبان في الماء وخصائصه غير الأيونية. وفيما يلي بعض التطبيقات المحددة للبولي أكريلاميد غير الأيوني:
تنقية المياه:
يستخدم البولي أكريلاميد غير الأيوني بشكل شائع في عمليات معالجة المياه لتحسين ترسيب وتكتل الجسيمات العالقة . يساعد على إزالة الشوائب والمواد الصلبة العالقة والمواد الملوثة الأخرى من الماء، مما يساعد على تنقية مياه الشرب أو المياه الصناعية. عندما تحتوي مياه الصرف الصحي على مواد صلبة عالقة حمضية ، فمن المناسب استخدام NPAM كمواد متخثرة. يعمل بشكل أفضل عند استخدامه مع المواد المسببة للتخثر المعدنية.
الاستخلاص المعزز للنفط (EOR):
في صناعة النفط والغاز، يتم استخدام NPAM لتعزيز عملية استخلاص النفط. من خلال تقليل لزوجة الماء، فإنه يساعد على تحسين حركة النفط، وبالتالي زيادة كمية النفط التي يمكن استخراجها من الخزان.
صناعة الورق:
يستخدم البولي أكريلاميد غير الأيوني كمساعد للاحتفاظ والصرف في صناعة الورق. يزيد من الاحتفاظ بالجزيئات الدقيقة والحشوات في اللب، وبالتالي تحسين جودة الورق وكفاءة الإنتاج.
صناعة النسيج:
في مجال النسيج، يتم استخدام بولي أكريلاميد غير أيوني كعامل تحديد الحجم وعامل تشطيب . يساعد هذا على تحقيق حجم أفضل للألياف ويحسن الجودة الشاملة للنسيج. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامه أيضًا كمواد متخثرة في معالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن صناعة المنسوجات.
تهوية التربة في الزراعة:
يستخدم البولي أكريلاميد غير الأيوني في الزراعة لتحسين تربة التربة. يمكنه تحسين بنية التربة وتوفير المياه وتقليل تآكل التربة. من خلال زيادة قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه، فإنه يعزز نمو النباتات وإنتاج المحاصيل بشكل أفضل.
التعدين:
يتم استخدام البولي أكريلاميد غير الأيوني في صناعة التعدين كمواد متخثرة أثناء معالجة المعادن. تساعد هذه المادة على فصل الجزيئات الصلبة عن المحاليل السائلة وتساعد في توضيح وتجفيف الحمأة المعدنية.
صناعة البناء:
يمكن استخدام بولي أكريلاميد غير أيوني في مجال البناء لتحسين الخصائص الرومولوجية للأسمنت والخرسانة. يساعد هذا على تقليل نسبة الرطوبة دون التأثير على خصائص المادة.
معالجة الأغذية:
في بعض تطبيقات معالجة الأغذية، يمكن استخدام بولي أكريلاميد غير أيوني في عمليات التوضيح أو الفصل.
تسلط هذه التطبيقات الضوء على تنوع البولي أكريلاميد غير الأيوني في حل مجموعة متنوعة من التحديات المتعلقة بمعالجة المياه، واستعادة الموارد، وتحسين العمليات الصناعية في مجالات متنوعة.