پلی الکترولیت ها در واقع پلیمرهایی هستند که توسط مکانیسم تولید یون به مولکول پلیمری در سراسر زنجیره تبدیل می شوند و در واقع پلی الکترولیت ها ، الکترولیت هایی هستند که هم خاصیت پلیمری دارند هم خاصیت الکترولیت.
منعقدکننده ها و کمک منعقد کننده به به انواع مختلف طبیعی و مصنوعی و یونی تقسیم می شوند که در ادامه به صورت کامل توضیح داده شده است.
۱– پلی الکترولیت های طبیعی
متداول ترین این مواد عبارتند از: پکتین (اسید پلی گالاکترونیک)، آلژینات (اسیدآلژنیک)،کربوکسی متیل سلولز و پلی پپتیدها.
۲– پلی الکترولیت های مصنوعی
متداول ترین این مواد عبارتند از : پلی اکریلیک اسید ، پلی استایرن سولفانات ، پلی الیل امین ، کربوکسی متیل سلولز و نمک های این ها. توجه داشته باشید که هر دو پلی اتیلن طبیعی و مصنوعی در مقیاس بزرگ تولید می شوند . بعضی از این پلی الکترولیت ها در زیر نشان داده شده است.
۳– پلی یون ها
برخی دیگر از این ترکیبات شامل گروه های باردار در زنجیره اصلی هستند.این دسته از مواد بعنوان پلی یون ها شناخته میشوند. رایج ترین گروه باردار در زنجیره اصلی آمونیوم نوع ۴ است. این پلی آمین های یونی به طور معمول از طریق یک واکنش منشوتکین از آمین های طبقه ای و دی آلیدهای آلکیل تولید می شوند.
سنتز پلی یون ها:
تعداد زیادی دی هالید و آمین های وابسته به صورت تجاری در دسترس هستند که باعث سنتز تعداد زیادی از پلی یونی ها شده است و از مواد اولیه نسبتاً ارزان و یک مسیر سنتز نسبی ساده می شود. هر دو فاصله یونی روی زنجیره اصلی پلیمر ، یعنی چگالی بار و وزن مولکولی به راحتی قابل تنظیم است. علاوه بر این ، بسیاری از گروه های عملکردی دیگر را می توان به راحتی درج کرد ، که امکان اتصال متقابل خصوصیات فیزیکی و مکانیکی را فراهم می آورد.
گروه های پلی الکترولیت ها
پلی الکترولیت ها بعنوان منعقد کننده و کمک منعقدکننده در تصفیه آب و فاضلاب شناخته میشوند، این مواد پلیمری توسط پل زنی شیمیایی میتوانند مواد معلق در آب را جدا نمایند و به منعقد کننده ها کمک میکنند. کاتیون یا آنیون متصل به پیکره شیمیایی پلی آکریل آمید تعیین کننده نوع بار فعال پلیمر می‌باشد که این مواد براساس اینکه نوع یونیزه شده ی آن ها در آب چه نوع باری را حمل میکند به انواع گوناگونی تقسیم میشوند.
بارهای مثبت(cationic) منفی(anionic) و بدون بار(non-ionic) تقسیم میشوند:
۱- پلی الکترولیت آنیونی (Anionic Polyelectrolytes)
سه گروه متداول پلی الکترولیت آنیونی عبارتند از کربوکسیلات (-COO-) ، فسفنات ها (-PO3H-,PO32-) ، و سولفانات ها (-SO3-)
کوپلیمرهای آکریل آمید با خواص ارتقاء یافته باری توسط گروه‌های سدیم آکریلات هستند، بار منفی داشته و پس از انحلال در آب، محلول با خواص بار منفی ایجاد میکنند.
۲- پلی الکترولیت کاتیونی (Cationic Polyelectrolyte)
آمونیوم نوع اول ، دوم و ۴م (-NH3+,=NH2+,&=-N+ )
کوپلیمرهای آکریل آمید به همراه مونومرهای کاتیونی بوده که باعث ارتقاء بار مثبت در این دسته از پلیمرها میشوند و پس از انحلال در آب، محلول با خاصیت باری مثبت ایجاد میکنند. نوع گروه یونی و مونومر های سازنده و واحد تکرارشونده پلی الکترولیت ، خواصی چون حلالیت در آب و دیگر مایعات پیوند قطبی و پیوند هیدروژن (الکل‌ها و غیره)، هدایت الکتریکی و ویسکوزیته محلول را تعیین میکند.
۳- پلی الکرتولیت خنثی/بدون بار (Non-Ionic Polyelectrolytes)
این گروه بر پایه پلی آکریل آمیدخالص می‌باشند و پس از حل شدن در آب از خود خاصیت بدون بار نشان می‌دهند.خواص پلیمرهای خنثی به شدت PH و مقدار نمک بستگی دارد.با وارد کردن مقدار کمی از یک ماده اتصال مناسب ، می توان پلی الکترولیت ها را به صورت شیمیایی متصل کرد. این مواد میتوانند با پیوند عرضی شیمیایی(کراس لینک) بوسیله مقدار کمی از عامل های متصل کننده محلول ترکیب شوند.
این ترکیبات دارای ساختار ۳بعدی هستند که بجای انحلال در آب ، متورم میشوند.آنها می توانند مقادیر زیادی مایع نسبت به جرم خود از طریق پیوند هیدروژن با مولکول های آب حفظ کنند که به آن ها هیدروژل یا پلیمرهای سوپر جاذب(SAP) میگویند. توانایی آن ها برای جذب آب عاملی برای غلظت یونی محلول های آبی است.در آب دیونیزه شده و مقطر SAP ها ( سوپر جاذب ها) آب را تا ۵۰۰ برابر وزن خود و از ۳۰تا۶۰ برابر حجم خود جذب کنند یعنی یک هیدروژل میتواند بیش از ۹۹% مایع تشکیل دهد.قدرت جذب و تورم کل SAP با توجه به نوع و میزان خط مقطع موجود در ساختار کنترل میشود.
یک دیدگاه بنویسید