بولي أكريلاميد كاتيوني (CPAM)

يقدم

بولي أكريلاميد الكاتيوني، المختصر بـ CPAM ، هو بوليمر عضوي مشحون إيجابيا. بفضل خصائصه الفريدة، يتم استخدامه على نطاق واسع في مختلف الصناعات مثل معالجة المياه، وتصنيع الورق، والتعدين، والزراعة. هذه المادة هي مادة قوية تساعد على التخثر وهي فعالة جداً في فصل الجزيئات الصلبة عن السوائل.

في هذه المقالة سوف ندرس الكيمياء وطرق الإنتاج والتطبيقات والفوائد الخاصة بـ CPAM .

1. التركيب الكيميائي وخصائص CPAM

بولي أكريلاميد الكاتيوني هو بوليمر قابل للذوبان في الماء يتكون من وحدات أكريلاميد متكررة ومونومر كاتيوني مثل ثنائي ميثيل أمينو إيثيل ميثاكريلات (DMAEMA) أو كلوريد أكريلاميدوبروبيل ثلاثي ميثيل أمونيوم (APTAC).

الميزات الرئيسية لـ CPAM:

شحنة موجبة عالية: لأنه يحتوي على مجموعات الأمونيوم الرباعية، فإنه يتمتع بامتصاص سطحي فعال على الجسيمات المشحونة سلبًا مثل الطين والمواد العضوية.
الوزن الجزيئي العالي (500000 إلى 20 مليون دالتون): يسبب تكوين رقائق كبيرة ويسرع الترسيب.
الذوبان في الماء: يذوب بسهولة في الماء ولزوجة المحلول عالية.
الاستقرار الكيميائي: مستقر على نطاق واسع من درجة الحموضة (3-10).

2. طريقة إنتاج بولي أكريلاميد الكاتيوني

تتضمن عملية إنتاج CPAM بلمرة الجذور الحرة لمونومرات الأكريلاميد والمونومرات الكاتيونية ، والتي تتم بشكل أساسي بطريقتين:

أ) بلمرة المحلول

يتم إذابة المونومرات في الماء ويتم بلمرتها باستخدام مبادر الجذور الحرة مثل بيرسلفات الأمونيوم.
يتم إجراء التفاعل عند درجة حرارة متحكم بها (50-70 درجة مئوية).
المنتج النهائي يكون على شكل مسحوق أو جل بعد التجفيف.

ب) بلمرة المستحلب العكسي

يتم تشتيت المونومرات في الطور العضوي وبلمرة.
تعتبر هذه الطريقة مناسبة لإنتاج CPAM ذو وزن جزيئي مرتفع للغاية.

3. التطبيقات الرئيسية لـ CPAM

3.1. معالجة المياه والصرف الصحي

المواد المساعدة على التخثر: تعمل مادة CPAM على تعزيز تكوين الكتل عن طريق تحييد الشحنة السالبة للجسيمات الغروانية.
تقليل العكارة وإزالة المواد العضوية: تستخدم في محطات معالجة المياه البلدية والصناعية .
تجفيف الحمأة: يقلل تكاليف المعالجة عن طريق تقليل رطوبة الحمأة.

3.2. صناعة الورق

يزيد من قوة الورق: يعمل كحامل للألياف.
تحسين عملية التجفيف: زيادة سرعة تجفيف اللب.
يمنع تراكم الجسيمات: يقلل من مشاكل التلوث في آلات صناعة الورق.

3.3. التعدين

تركيز وتجفيف النفايات المعدنية: تستخدم في معالجة المعادن مثل الفحم والنحاس.
فاصل المواد الصلبة والسائلة: يعمل على تحسين استعادة المياه أثناء المعالجة.

زراعة

تحسين بنية التربة: يقلل من التآكل ويزيد من احتفاظ التربة بالمياه.
تقليل جريان الأسمدة: منع تلوث المياه.

3.5. صناعة النفط والغاز

حفر آبار النفط: كجهاز للتحكم في اللزوجة ومخفض للاحتكاك.
معالجة مياه الصرف الصحي في صناعة النفط: إزالة النفط والمواد الصلبة العالقة.

4. مزايا استخدام CPAM

تنقية المياه بكفاءة:   تقلل من استهلاك المواد الكيميائية الأخرى.
انخفاض تكاليف التشغيل:   بسبب الجرعة المنخفضة المطلوبة.
صديق للبيئة:   قابل للتحلل البيولوجي أكثر من بعض المواد المسببة للتخثر المعدنية.
مرونة التطبيق:   يمكن استخدامه في مختلف الصناعات.

5. نصائح السلامة والصيانة لـ CPAM

تجنب ملامسته المباشرة للجلد والعينين.
يحفظ في مكان بارد وجاف.
في حالة ابتلاعه، اطلب العناية الطبية على الفور.

6. الخاتمة

يعد بولي أكريلاميد الكاتيوني (CPAM) مادة تستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات، حيث يمكن لخصائصه العالية في التكثيف والامتصاص السطحي تحسين معالجة المياه وصناعة الورق وعمليات التعدين. ومن المتوقع أن يتوسع استخدام هذا البوليمر بشكل أكبر في السنوات القادمة بسبب فوائده الاقتصادية والبيئية.

لاختيار الدرجة المناسبة من CPAM، يجب مراعاة عوامل مثل الوزن الجزيئي، والنسبة الكاتيونية، والذوبان . إذا كنت بحاجة إلى نصيحة متخصصة، يمكنك الاتصال بخبير في هذا المجال.

بولي أكريلاميد الكاتيوني (CPAM) هو بوليمر صناعي يتميز بطبيعته الكاتيونية (شحنة موجبة). بسبب خصائصه الفريدة، يتم استخدامه على نطاق واسع كمواد متخثرة في مختلف الصناعات.

مواصفات بولي أكريلاميد الكاتيوني

الاسم الكيميائي	بولي أكريلاميد كاتيوني (CPAM)
مظهر	حبيبات بيضاء أو صفراء فاتحة
الوزن الجزيئي النسبي	100* 10 ⁴
الكاتيونية، وزن/%	5.0≤الوزن≤95.0
المحتوى الصلب، %	≥88.0
محتوى مونومر الأكريلاميد (على أساس جاف)، %	≤0.10
زمن الذوبان (1 جم/ل)، ت/دقيقة	t≤60
المواد غير القابلة للذوبان في الماء، %	≤0.30
بقايا الغربال (فتحة الغربال 1.40 مم) %	≤5
محتوى الكبريتات، جم/جم	≤0.05
محتوى الكلوريد، جم/جم	≤0.05

تعبئة وتحميل بولي أكريلاميد الكاتيوني

الوزن الصافي 25 كجم/كيس ورقي مبطن بكيس بلاستيكي

تطبيق بولي أكريلاميد الكاتيوني

يستخدم بولي أكريلاميد الكاتيوني (CPAM) في العديد من الصناعات بسبب خصائصه الفريدة، وفي المقام الأول بنيته الجزيئية المشحونة إيجابيا. وفيما يلي الإجراءات الرئيسية:

تنقية المياه:

تجفيف الحمأة: يستخدم CPAM على نطاق واسع في تجفيف الحمأة في محطات معالجة المياه. شحنتها الإيجابية قادرة على تحييد الشحنة السالبة لجزيئات الطين، مما يتسبب في تراكم الماء، وبالتالي تعزيز فصل الماء والطين.
التوضيح والترشيح: أثناء عملية توضيح المياه، يساعد CPAM على إزالة المواد الصلبة العالقة عن طريق تحييد شحنتها السالبة، مما يعزز تجميعها لتسهيل الترشيح.

صناعة الورق:

في صناعة صناعة الورق، يمكن استخدام CPAM كعامل قوة جافة، وعامل احتجاز، ومساعد ترشيح لزيادة قوة الورق ومتانته، وتحسين جودة الورق بشكل كبير، وتوفير التكاليف، وزيادة القدرة الإنتاجية لمصانع الورق.

صناعة النسيج:

يستخدم بولي أكريلاميد الكاتيوني (CPAM) على نطاق واسع في صناعة النسيج، ليس فقط في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي مثل فصل المواد الصلبة والسائلة وتجفيف الحمأة، ولكن أيضًا في معالجة الألياف. وفيما يلي بعض مجالات التطبيق المحددة لمعالجة الألياف:

تثبيت اللون : يعمل CPAM كمثبت للألوان، مما يزيد من التصاق اللون ويقلل من تشتت اللون في الألياف.
معالجة مضادة للكهرباء الساكنة : يستخدم CPAM كعامل مضاد للكهرباء الساكنة لتعزيز خصائص الألياف المضادة للكهرباء الساكنة وتحسين راحة ومظهر الأقمشة.
عامل التشطيب : يستخدم CPAM كعامل تشطيب لتحسين ملمس ومظهر وملمس الألياف لتلبية متطلبات السوق.
مادة مضافة للزيت : تعمل مادة CPAM كمادة مضافة للزيت أثناء عملية النسيج، مما يزيد من ترطيب الألياف وتشتت الزيت.

التعدين ومعالجة المعادن:

يتم استخدام CPAM في عملية فصل المواد الصلبة والسائلة في عمليات التعدين للمساعدة في ترسيب وتجفيف المخلفات والطين.

صناعة النفط والغاز:

في قطاع النفط والغاز، يتم استخدام بولي أكريلاميد الكاتيوني على النحو التالي:

معالجة مياه الصرف الصحي : تعزيز التكتل في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي.
طين الحفر : يساعد على فصل المواد الصلبة عن السوائل في تطبيقات طين الحفر.
مثبت الطين : يمكن استخدامه كمثبت للطين في حقول النفط. يمنع تورم الطين ويحافظ على استقرار البئر ويقلل من خطر انهيار البئر.
مُكثِّف حمض حقول النفط : يساعد على تحسين فعالية الحمض في آبار النفط، ويزيد من نفاذية طبقات النفط، ويسهل استخراج النفط.

زراعة:

استخدامات CPAM في الزراعة هي كما يلي:

تهوية التربة : تحسين بنية التربة واستقرارها.
التحكم في التعرية : تثبيت التربة لمنع التعرية.

يتراوح محتوى الأيونات في بولي أكريلاميد الكاتيوني من 20% إلى 55%.

استخدام بولي أكريلاميد الكاتيوني: يجب مراقبة التركيز أثناء الاستخدام. في حالة عدم استخدام معدات إذابة المواد الحافظة أو نظام الجرعات، يجب تركيب خزان تخفيف المحلول. ينبغي تعديل الجرعة وفقًا للظروف الفعلية.

يظهر بولي أكريلاميد الكاتيوني على شكل مسحوق أبيض مع أيونية تتراوح بين 20٪ إلى 55٪. يتميز بقدرته الجيدة على الذوبان في الماء ويمكن إذابته في أي نسبة من الماء. وهو غير قابل للذوبان في الماء. ميزته هي إلكتروليت البوليمر.

مميزات المنتج: بولي أكريلاميد الكاتيوني هو بوليمر خطي يتكون من تفاعل البوليمرات الكاتيونية والأكريلاميد. لها وظائف إزالة اللون، والامتصاص، وإزالة العكارة وإزالة اللزوجة.

يظهر بولي أكريلاميد الكاتيوني على شكل جزيئات مسحوق أبيض، بوزن جزيئي يتراوح بين 7-13 مليون، وأيونات تتراوح بين 10%-80%، وقابلية جيدة للذوبان في الماء. فهو قابل للذوبان في الماء بأي نسبة، ولكنه غير قابل للذوبان في المذيبات العضوية. يقوم البولي أكريلاميد الكاتيوني بتحييد الغرويات العضوية المشحونة سلبًا في الحمأة من خلال المجموعات الكاتيونية في الحمأة ويقوم ببلمرة الجسور البوليمرية لتعليق الجسيمات الغروية المتبلمرة في شكل كتل كبيرة.

إن تأثير فصل الطور السائل واضح والجرعة منخفضة. يستخدم بولي أكريلاميد الكاتيون ذو الوزن الجزيئي العالي بشكل أساسي في عملية ترسيب وتكتل المعلقات والملاط المائي. يصبح التكتل صعبًا عندما تحتوي المحاليل الحمضية والقلوية على معلقات عضوية.

في هذه الحالة، يمكنه تخثر الرواسب بشكل فعال وإظهار خصائص مختلفة. يجب تحضير المحاليل المائية باستخدام الماء بدرجة حموضة 7 أو أقل. مخفف في المخفف، يتحلل بسهولة. ينبغي استخدامه حسب الحاجة أو في نفس اليوم. غير مناسب للتخزين لفترة طويلة.

كيفية استخدام بولي أكريلاميد الكاتيوني: ما هو التركيز الذي يتم التحكم فيه أثناء الاستخدام؟

استخدام بولي أكريلاميد الكاتيوني : يجب مراقبة التركيز أثناء الاستخدام. في حالة عدم استخدام معدات إذابة المواد الحافظة أو نظام الجرعات، يجب تركيب خزان تخفيف المحلول. ينبغي تعديل الجرعة وفقًا للظروف الفعلية.

خصائص بولي أكريلاميد الكاتيوني: بولي أكريلاميد الكاتيوني هو بوليمر خطي يتكون من تفاعل البوليمرات الكاتيونية والأكريلاميد. لها وظائف إزالة اللون، والامتصاص، وإزالة العكارة وإزالة اللزوجة.

يستخدم بولي أكريلاميد الكاتيون ذو الوزن الجزيئي العالي بشكل أساسي في عملية ترسيب وتكتل المعلقات والملاط المائي. يصبح التكتل صعبًا عندما تحتوي المحاليل الحمضية والقلوية على معلقات عضوية.

يتمتع بولي أكريلاميد الكاتيوني بالعديد من المزايا.

إن فعالية بولي أكريلاميد الكاتيونية معروفة جيدًا داخل الصناعة وخارجها، وخاصة في عملية تكتل مياه الصرف الصناعي. يتم استخدام هذا الدواء على نطاق واسع بسبب تأثيراته العلاجية. في معالجة مياه الصرف الصحي، تعتبر معالجة مياه الصرف الصحي الملونة صعبة نسبيًا.

أولاً، دعونا نراجع الطرق المذكورة أعلاه لمعالجة مياه الصرف الصحي للمعادن غير الحديدية. ومن المفهوم أنه قبل الاستخدام الواسع النطاق للبولي أكريلاميد، كانت مياه الصرف الصحي الملونة تُعالج عن طريق إزالة اللون باستخدام الكربون المنشط أو طرق أخرى. ومع ذلك، فإن البولي أكريلاميد الكاتيوني يعد حاليًا عامل معالجة شائع الاستخدام لهذا النوع من مياه الصرف الصحي.

لماذا نستخدم بولي أكريلاميد الكاتيوني بدلاً من بولي أكريلاميدات الأيونية الأخرى؟ السبب الرئيسي هو أن بولي أكريلاميد الكاتيوني له تأثيرات ممتازة بشكل خاص في التكتل وإزالة اللون. يتمتع بولي أكريلاميد الكاتيوني بخصائص امتصاص وربط جيدة. تتميز موسعات السلسلة الجزيئية بقدرتها على ليس فقط امتصاص المواد العالقة، بل وامتصاص الصبغات الموجودة في مياه الصرف الصحي المترسبة أيضًا.

بالمقارنة مع تأثير إزالة اللون للكربون المنشط، فإن بولي أكريلاميد الكاتيون له العديد من المزايا. لا يمكن للون والمواد الصلبة العالقة في مياه الصرف الصحي أن تلبي معايير إعادة التدوير أو التفريغ إلا بعد المعالجة. وهذا هو أيضًا السبب وراء شعبية بولي أكريلاميد الكاتيوني في صناعة معالجة مياه الصرف الصحي الملونة.

يعد البولي أكريلاميد الكاتيوني مادة فعالة في معالجة مياه الصرف الصحي.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الطلب على الصناعات مثل صناعة الورق، ومعالجة المعادن، وغسيل الفحم، والمنسوجات، والمعادن، وتعزيز الأسمنت، والمواد الماصة الفائقة، والمواد اللاصقة، وعوامل إعادة دباغة الجلود سوف ينمو بشكل مطرد. ومن المتوقع أن يتجاوز الطلب على بولي أكريلاميد الكاتيوني 40% في عام 2010، مما سيدفع مؤسسات البحث العلمي ومؤسسات الإنتاج إلى تطوير وإنتاج بولي أكريلاميد الكاتيوني بقوة. ومن المتوقع أن تدخل منتجات بولي أكريلاميد الكاتيونية فترة ذهبية من التطور في السنوات القادمة. لذلك، فإنه يلعب دورا واضحا جدا في تسريع ترسيب الجسيمات في المعلق، وتسريع توضيح المحلول وتعزيز الترشيح.

الأنيونات والكاتيونات والأيونات. في الوقت نفسه، يعد البولي أكريلاميد الكاتيوني مادة فعالة في معالجة مياه الصرف الصحي. لذلك، فإن إنتاج بولي أكريلاميد كاتيوني عالي الوزن الجزيئي وتطبيقاته في مجالات معينة له أهمية كبيرة. يمكن تقسيم البولي أكريلاميد إلى أنواع أيونية وغير أيونية وفقًا لخصائصها الأيونية .

سيقوم المشروع بإنتاج مجموعة متنوعة من منتجات مستحلب البولي أكريلاميد الكاتيونية والأنيونية ذات الوزن الجزيئي العالي والمنخفض. يقوم البولي أكريلاميد الكاتيوني بشكل أساسي بتكتل الغرويات المشحونة سلبًا وله وظائف إزالة العكارة وإزالة اللون والامتصاص والترابط. فهو مناسب للطباعة والصباغة وصناعة الورق والأغذية والبناء والمعادن ومعالجة المعادن وغبار الفحم وحقول النفط ومعالجة المنتجات المائية والتخمير وغيرها من الصناعات. فهو مناسب لمعالجة مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية، والطين الحضري، والطين المستخدم في صناعة الورق والطين الصناعي الآخر.