مستحلب بام الكاتيوني

آلية تجلط مستحلب بولي أكريلاميد الماء في الزيت (مُثبِّط مستحلب كاتيوني) هي عملية شاملة تعمل فيها كمُثبِّط مستحلب كاتيوني في نظام مائي. لا تقتصر هذه العملية على خصائص تجلط مُثبِّط مستحلب الجزيء بام نفسه، بل تشمل أيضًا عملية خاصة لإزالة مستحلب المستحلب لإطلاق المكونات الفعالة. 

يمكن تقسيم العملية المحددة إلى الخطوات الرئيسية التالية: 

1. إزالة مستحلب المستحلب وإطلاق الكاتيونات من مستحلب بام 

يتكون هيكل نظام الماء في مستحلب بام الزيتي على النحو التالي: 

تعمل المرحلة المائية (التي تحتوي على جزيئات المستحلب المتكتل الكاتيوني أو مستحلباتها) كمرحلة مشتتة، وتغلفها مرحلة الزيت المستمرة (مثل الزيت المعدني والزيت النباتي)، ويتم تثبيتها بواسطة المستحلبات (مثل نوع فترة ونوع توين) لتشكيل مستحلب. عندما يضاف هذا المستحلب إلى نظام المياه المراد معالجته (مثل مياه الصرف الصحي، المعلق)، بسبب فرق الضغط الاسموزي بين البيئة الخارجية (الطور المائي) والطور المائي الداخلي للمستحلب، بالإضافة إلى إذابة/تشتت المستحلب في الطور المائي، يتم تعطيل استقرار المستحلب، ويحدث إزالة المستحلب: يتم تشتيت الطور الزيتي إلى قطرات زيت صغيرة في كمية كبيرة من الطور المائي وينفصل تدريجيًا عن الطور المائي. 

يتم إطلاق مستحلب بام الكاتيوني المغلف بالداخل (عادةً ما يكون عبارة عن بوليمر قابل للذوبان في الماء أو مستحلب يمكنه الذوبان بسرعة في الطور المائي) في نظام الماء، مما يشكل محلولًا جزيئيًا أو مستحلبًا كاتيونيًا من بام. 

2. امتصاص جزيئات مستحلب التكتل بام على الجسيمات الغروانية 

تتفاعل الجزيئات المنطلقة من مستحلب التكتل بام مع الجسيمات الغروانية (مثل الرواسب والمواد العضوية والكائنات الحية الدقيقة وما إلى ذلك) في الماء من خلال المجموعات القطبية (مثل المجموعة الأميدية -أول أكسيد الكربون - نيو هامبشاير₂)، مما يحقق الامتصاص: تفاعل الرابطة الهيدروجينية: 

تشكل المجموعة الأميدية في المستحلب الجزيئي بام روابط هيدروجينية مع مجموعات قطبية مثل الهيدروكسيل (-أوه) والكربوكسيل (-COOH) على سطح الجسيمات الغروانية. 

قوة فان دير فالس: تولد البنية السلسلة الطويلة لسلسلة البوليمر قوى فان دير فالس الجاذبة مع سطح الجسيم. 

الامتزاز الكهروستاتيكي: إذا كانت الجسيمات الغروانية مشحونة سالبًا (معظم الغرويات الطبيعية مثل الطين والبكتيريا، إلخ)، وإذا كانت السلسلة الجزيئية لمادة بام المُركّبة تحتوي على عدد قليل من المجموعات الكاتيونية (مثل بام الكاتيونية)، فيمكن امتزازها على سطح الجسيم من خلال التجاذب الكهروستاتيكي. حتى في حالة بام غير الأيونية أو الأنيونية، يمكن أن يحدث امتزاز انتقائي على سطح الجسيم من خلال اختلافات كثافة الشحنة المحلية في أجزاء السلسلة. 

3. التحييد الكهربائي 

تحمل الجسيمات الغروانية عادةً شحنات (غالبًا سالبة) نتيجة امتصاص الأيونات أو المجموعات على أسطحها. يصعب على الجسيمات التجمع بسبب تنافر الشحنات.

يمكن لجزيئات مستحلب التكتل بام (وخاصة الأنواع الكاتيونية أو الأمفوتيرية) تحييد بعض الشحنات السطحية عن طريق الامتزاز على سطح الجسيمات، مما يقلل من القوة التنافرية الكهروستاتيكية بين الجسيمات ويجعل الجسيمات أكثر عرضة للاقتراب والتجمع. 

٤. التكوُّن الجسري (الآلية الأساسية): يُعدّ تركيب البوليمر طويل السلسلة (مُكوِّن مُكوِّن مُكوِّن مُستحلب بام) في مُكوِّن بام مفتاح كفاءة التكوُّن العالية: إذ يُمكن لسلسلة جزيئية واحدة من مُكوِّن مُكوِّن مُكوِّن مُستحلب كاتيوني أن تمتص جسيمات غروانية متعددة في آنٍ واحد (يمتص سطح كل جسيم أجزاءً مختلفة من سلسلة جزيئية واحدة أو أكثر). ومن خلال جسور السلسلة الجزيئية، تتصل الجسيمات الصغيرة المُشتتة لتكوين تكتلات أكبر (هيكل التكوُّن الجسري). ومع ازدياد حجم التكتُّلات، تُسيطر الجاذبية على ترسيبها، أو تُفصل عن طريق الترشيح أو التعويم، إلخ. 

يمكن تلخيص آلية تكتل الماء في مستحلب بام الزيتي الكاتيوني على النحو التالي: يؤدي إزالة مستحلب المستحلب إلى إطلاق جزيئات بام → يرتبط بام بالجسيمات الغروانية من خلال الامتصاص → يقلل المعادلة الكهربائية من تنافر الجسيمات → تقوم الجزيئات طويلة السلسلة بربط الجسيمات وتكوين تكتلات كبيرة → يتم تحقيق الفصل الصلب - السائل. 

ميزتها هي أن شكل المستحلب يسمح لـ بام (مستحلب الكاتيوني المتكتل) بالتشتت والانطلاق بسرعة، وتجنب مشكلة الذوبان غير الكامل لـ بام الصلب، وبالتالي تحسين كفاءة التكتل.

مجالات التطبيق الرئيسية للمستحلب المتكتل الكاتيوني هي: 

١. معالجة مياه الصرف الصحي: يُستخدم مُركّب بام المُستحلب في معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية والصناعية. من خلال تأثيره المُركّب، تتم إزالة الملوثات، مثل المواد الصلبة العالقة والمواد العضوية وأيونات المعادن الثقيلة، مما يُحسّن جودة المياه. يُحسّن مُركّب بام المُستحلب الكاتيوني جودة مياه الصرف الناتجة عن صناعات مثل الطباعة والصباغة وصناعة الورق وتجهيز الأغذية. 

2. يمكن لمستحلب بولي أكريلاميد الكاتيوني بام تجفيف الحمأة أن يفصل الماء بشكل فعال عن الجسيمات الصلبة في الحمأة، ويقلل من محتوى الرطوبة في الحمأة، ويسهل المعالجة والتخلص منها لاحقًا. 

3. مجال التعدين في عملية معالجة المعادن، يمكن استخدام مستحلب التكتل بام لتعويم الخام، ومعالجة المخلفات، وما إلى ذلك لتحسين معدل استرداد المعادن وتقليل تصريف مياه الصرف الصحي. 

4. صناعة الورق يتم استخدامها لتقوية الورق والمساعدة في الاحتفاظ به وتصريفه وما إلى ذلك، لتحسين جودة وكفاءة إنتاج الورق. 

5. صناعة البترول يمكن استخدام مستحلب التكتل في معالجة مياه الصرف الصحي في حقول النفط، ومعالجة طين الحفر، وما إلى ذلك لتحسين كفاءة وحماية البيئة لاستخراج النفط.

السمات الخاصة بالصناعة

سمات أخرى

القدرة على التوريد

مهلة

ورشة التوليف جيوفانغ التكنولوجيا

مختبر جيوفانغ