Jakie są zalety polimerowych środków powierzchniowo czynnych w oczyszczaniu ścieków?

2021-04-13 23:38:10

Środek powierzchniowo czynny odgrywa ważną rolę w polimeryzacji emulsyjnej w produkcji polimerów na skalę przemysłową. Polimeryzacja emulsyjna wymaga czterech składników: wody, monomeru, środka powierzchniowo czynnego i inicjatora. Stężenie środka powierzchniowo czynnego w układzie powinno być wyższe niż krytyczne stężenie miceli, aby zapewnić utworzenie miceli. Niektóre monomery mogą być rozpuszczane w tych micelach. Kolejna część monomerów rozpuszczała się w fazie wodnej z cząsteczkami środka powierzchniowo czynnego w stanie molekularnym, a reszta (ponad 90%) monomerów pod wpływem mieszania mechanicznego tworzyła kropelki i była stabilizowana przez resztę cząsteczek środka powierzchniowo czynnego.

Inicjator rozkłada się na wolne rodniki w wyniku odpowiedniego działania, zwykle przez ogrzewanie. Rodniki te reagują z monomerami w fazie masowej, tworząc grupy dimerowe lub trimerowe, przy czym te ostatnie częściej napotykają micele niż monomery, ponieważ całkowita powierzchnia miceli jest znacznie większa niż monomerów. Monomery są następnie podawane do tych aktywowanych miceli, a reakcja polimeryzacji rozprzestrzenia się poprzez dyfuzję monomerów lub dezaktywowanych miceli.

Aktywne micele nadal rosły, czego efektem była złożona struktura cząstek polimeru i środków powierzchniowo czynnych zaadsorbowanych na ich powierzchni. Proces ten trwa aż do zużycia wszystkich monomerów. Cząstki polimeru są stabilizowane lub oddzielane przez odpychanie elektrostatyczne jonowego środka powierzchniowo czynnego lub opór steryczny niejonowego środka powierzchniowo czynnego, lub jedno i drugie.

Ilość i rodzaj środka powierzchniowo czynnego użytego w polimeryzacji emulsyjnej mają wpływ na stabilność, czystość, wielkość cząstek, lepkość i zwilżalność polimeru. Jeżeli dawka środka powierzchniowo czynnego jest niewystarczająca (stężenie jest niższe niż CMC), wartość HLB środka powierzchniowo czynnego jest nieodpowiednia lub ładunek środka powierzchniowo czynnego jest nieodpowiedni, powstanie skrzep polimeru lub materiał w reaktorze zostanie całkowicie zestalony.

Bez względu na rodzaj użytego środka powierzchniowo czynnego, im większa jest jego ilość, tym mniejsze są cząstki polimeru. Ogólnie rzecz biorąc, żywica z mniejszymi cząstkami polimeru ma wyższą lepkość. Środek powierzchniowo czynny do polimeryzacji emulsyjnej dobiera się głównie w zależności od zastosowania polimeru. Anionowe i niejonowe środki powierzchniowo czynne są zwykle stosowane w połączeniu z polimerami do powłok. Jednakże niejonowy środek powierzchniowo czynny może zapewnić stabilność na ścinanie. Całkowite stężenie środka powierzchniowo czynnego w układzie polimeryzacji emulsyjnej wynosi od 0,10% do 5,0% w przeliczeniu na polimer.