กระบวนการผลิตและการจำแนกประเภทของโพลีอะคริลาไมด์ (PAM)
I. โพลิเมอไรเซชันของสารละลายในน้ำ
ข้อดี: ต้นทุนต่ำ อุปกรณ์เรียบง่าย มีความปลอดภัยสูง และความสามารถในการรับน้ำหนักโมเลกุลที่สูงมาก เหมาะสำหรับการผลิตผงแห้งถุงละ 25 กก. ขนาดใหญ่
1. การเตรียมส่วนผสมและการทำให้บริสุทธิ์: น้ำปราศจากไอออนผสมกับอะคริลาไมด์บริสุทธิ์ (AM) สำหรับ PAM แบบประจุลบ จะมีการเติมกรดอะคริลิก (AA) สำหรับ PAM ประจุบวก จะมีการเพิ่มโมโนเมอร์ประจุบวก เช่น DMC หรือ DAC ปรับ pH และใช้ก๊าซไนโตรเจนเพื่อกำจัดออกซิเจน (เนื่องจากออกซิเจนยับยั้งการเกิดพอลิเมอไรเซชัน)
2. การเริ่มต้นและการเกิดโพลิเมอไรเซชัน: มีการเพิ่มระบบการเริ่มต้นรีดอกซ์ (โดยทั่วไปคือแอมโมเนียมเพอร์ซัลเฟตรวมกับโซเดียมไบซัลไฟต์ ซึ่งมักจะเสริมด้วยตัวเริ่มต้นเอโซ) รักษาอุณหภูมิไว้ระหว่าง 20–50 องศา และอะเดียแบติกพอลิเมอไรเซชันดำเนินไปเป็นเวลา 2–6 ชั่วโมง ส่งผลให้บล็อกเจลแข็งและยืดหยุ่น
- PAM แบบไม่มีไอออนิก: ผลิตผ่านกระบวนการโฮโมพอลิเมอร์ของ AM
- Anionic PAM (APAM) – สองวิธี:
1. โฮโมโพลีเมอร์ไรเซชันตามด้วยการไฮโดรไลซิส (แนวทางหลัก): บล็อกเจลแบบไม่มีไอออนถูกผลิตขึ้นเป็นครั้งแรก จากนั้นจึงไฮโดรไลซ์โดยการให้ความร้อนด้วย NaOH เพื่อแนะนำหมู่คาร์บอกซิล ระดับของการไฮโดรไลซิสสามารถปรับเปลี่ยนได้ และวิธีนี้จะให้น้ำหนักโมเลกุลที่สูงขึ้น (โดยทั่วไปใช้สำหรับ APAM ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงในการใช้งานในบ่อน้ำมัน)
2 โคพอลิเมอไรเซชัน-ไฮโดรไลซิส: AM และกรดอะคริลิกถูกรวมเข้าด้วยกัน กระบวนการนี้ง่ายกว่า แม้ว่าน้ำหนักโมเลกุลที่ได้จะลดลงเล็กน้อยก็ตาม
- Cationic PAM (CPAM): ผลิตโดยการโคพอลิเมอร์โดยตรงของ AM และโมโนเมอร์ประจุบวก ประเภทนี้ไม่สามารถผ่านการไฮโดรไลซิสแบบด่างเข้มข้นได้ ระดับไอออนิกถูกควบคุมโดยอัตราส่วนของโมโนเมอร์และต้นทุนการผลิตสูงขึ้น
3. การบดเป็นเม็ด: บล็อกเจลถูกตัดหรือฉีกเป็นอนุภาคเจลที่มีขนาดเล็กลง
4. การอบแห้งด้วยลมร้อน: อนุภาคจะถูกทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 80–120 องศา โดยมีความชื้นอยู่ที่<10%. The temperature must be carefully controlled; excessive heat can cause molecular weight degradation or cross-linking, rendering the polymer insoluble.
5. การบดและการกรอง: วัสดุจะถูกบดเป็นผงและกรอง (โดยทั่วไปคือ 80–120 mesh)
6. การทดสอบคุณภาพ (น้ำหนักโมเลกุล ระดับไอออนิก อัตราการละลาย ปริมาณอะคริลาไมด์ที่ตกค้าง) และบรรจุภัณฑ์
ครั้งที่สอง อิมัลชันพอลิเมอไรเซชันแบบผกผัน (Emulsion PAM, ผลิตภัณฑ์ของเหลว)
ระบบน้ำในน้ำมัน (W/O): สารละลายในน้ำของ AM ทำหน้าที่เป็นเฟสกระจายตัว ในขณะที่น้ำมันก๊าดหรือไฮโดรคาร์บอนที่คล้ายกันทำหน้าที่เป็นเฟสต่อเนื่อง น้ำมันสีขาวทำหน้าที่เป็นเฟสน้ำมันต่อเนื่อง มีการเติมอิมัลซิไฟเออร์เพื่อกระจายสารออกเป็นไมโครหยด จากนั้นจึงเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์
III. โพลีเมอไรเซชันแบบแขวนลอยแบบเฟสผกผัน
หยดโมโนเมอร์จะถูกแขวนลอยและเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์ภายในตัวทำละลายอินทรีย์ ทำให้เกิดโพลีอะคริลาไมด์ (PAM) โดยตรงในรูปของเม็ดบีด (อนุภาคคล้ายไข่มุก)
IV. การกระจายตัวของพอลิเมอไรเซชัน (วิธีการใหม่)
กระบวนการกระจายตัวแบบน้ำที่หลีกเลี่ยงการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ในปริมาณมาก ผลลัพธ์ที่ได้คือการกระจายตัวแบบน้ำ มันละลายอย่างรวดเร็วและส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตกระดาษคุณภาพสูงและเป็นสารเติมแต่งสำหรับการเคลือบ กำลังการผลิตค่อนข้างจำกัด
สี่ประเภทหลัก
APAM (ประจุลบ PAM)
เหมาะสำหรับน้ำเสียที่มีสารแขวนลอยอนินทรีย์ เช่น น้ำเสียจากการล้างถ่านหิน การแปรรูปแร่ โรงงานทรายและกรวด โรงงานชุบด้วยไฟฟ้า โรงถลุงเหล็ก และการบำบัดน้ำ (การทำให้กระจ่าง) มีประสิทธิภาพสูงสุดในสภาวะ pH ที่เป็นด่าง และเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด
2. CPAM (ประจุบวก PAM)
ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการบำบัดน้ำเสียจากตะกอน (รวมถึงตะกอนจากน้ำเสียของเทศบาล โรงฆ่าสัตว์ การแปรรูปอาหารและการผลิตกระดาษ) และสำหรับการบำบัดน้ำเสียที่อุดมด้วยสารอินทรีย์ แบ่งตามระดับไอออนิก (ตั้งแต่ 10 ถึง 60) และเป็นประเภทที่แพงที่สุด
3. NPAM (PAM ที่ไม่ใช่ไอออนิก)
ใช้สำหรับระบบน้ำที่เป็นกรด การควบคุมโปรไฟล์ในบ่อน้ำมัน การเก็บความชื้นในดิน และการกำหนดขนาดสิ่งทอ
4. แอมโฟเทอริก PAM
ใช้สำหรับน้ำเสียที่ซับซ้อนโดยมีลักษณะผันผวนของคุณภาพน้ำอย่างมีนัยสำคัญ ประเภทนี้มีการใช้ไม่บ่อยนัก
