ما هي مزايا المواد الخافضة للتوتر السطحي البوليمرية في معالجة مياه الصرف الصحي؟

2021-04-13 23:38:10

يلعب الفاعل بالسطح دورًا مهمًا في بلمرة المستحلب لإنتاج البوليمر على نطاق صناعي. تحتاج بلمرة المستحلب إلى أربعة مكونات: الماء، المونومر، الفاعل بالسطح، والبادئ. يجب أن يكون تركيز الفاعل بالسطح في النظام أعلى من تركيز المذيلات الحرجة لضمان تكوين المذيلات. يمكن إذابة بعض المونومرات في هذه المذيلات. يذوب جزء آخر من المونومرات في الطور المائي مع جزيئات الفاعل بالسطح في الحالة الجزيئية، ويشكل الباقي (أكثر من 90٪) من المونومرات قطرات تحت تأثير التحريك الميكانيكي ويتم تثبيتها بواسطة بقية جزيئات الفاعل بالسطح.

يتحلل البادئ إلى جذور حرة عن طريق العمل المناسب، عادة عن طريق التسخين. تتفاعل هذه الجذور مع المونومرات في الطور السائب لتكوين مجموعات خافتة أو ثلاثية، ومن المرجح أن تواجه الأخيرة مذيلات أكثر من المونومرات لأن المساحة السطحية الإجمالية للمذيلات أكبر بكثير من مساحة المونومرات. يتم بعد ذلك تغذية المونومرات إلى هذه المذيلات المنشطة، وينتشر تفاعل البلمرة من خلال انتشار المونومرات أو المذيلات المعطلة.

استمرت المذيلات النشطة في النمو، مما أدى إلى تكوين بنية معقدة من جزيئات البوليمر والمواد الخافضة للتوتر السطحي الممتزة على أسطحها. تستمر هذه العملية حتى يتم استهلاك جميع المونومرات. يتم تثبيت جزيئات البوليمر أو الاحتفاظ بها منفصلة عن طريق التنافر الكهروستاتيكي للفاعل بالسطح الأيوني أو المقاومة الساكنة للخافض للتوتر السطحي غير الأيوني أو كليهما.

تؤثر كمية ونوع المادة الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة في بلمرة المستحلب على ثبات البوليمر، ونظافته، وحجم الجسيمات، واللزوجة، وقابلية البلل. إذا كانت جرعة الفاعل بالسطح غير كافية (التركيز أقل من CMC)، فإن قيمة HLB للخافض للتوتر السطحي ليست مناسبة أو أن شحنة الفاعل بالسطح غير مناسبة، فسوف تتشكل جلطة البوليمر أو سيتم تصلب المادة الموجودة في المفاعل بالكامل.

بغض النظر عن نوع المادة الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة، كلما زادت كمية المادة الخافضة للتوتر السطحي، كلما كانت جزيئات البوليمر أصغر. بشكل عام، الراتينج الذي يحتوي على جزيئات بوليمر أصغر له لزوجة أعلى. يتم اختيار الفاعل بالسطح لبلمرة المستحلب بشكل أساسي وفقًا لتطبيق البوليمر. عادةً ما يتم استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية وغير الأيونية مع البوليمرات في الطلاء. ومع ذلك، يمكن أن يوفر الفاعل بالسطح غير الأيوني استقرار القص. يتراوح إجمالي تركيز المادة الخافضة للتوتر السطحي في نظام بلمرة المستحلب بين 0.10% و5.0% على أساس البوليمر.