پلی اکریل امید غیر یونی (پلی الکترولیت غیر یونی) نوعی از پلیمرها هستند که در فرآیند جداسازی جامد-مایع به منظور لخته‌سازی و ته‌نشینی ذرات معلق در آب استفاده می‌شوند. این پلیمرها برخلاف پلی اکریل امیدهای آنیونی و کاتیونی، فاقد بار الکتریکی هستند و عملکرد آنها وابسته به ایجاد پل بین ذرات و تشکیل لخته‌های بزرگتر است.
در ساختار این نوع پلی اکریل امید غیر یونی (پلی الکترولیت غیر یونی) دارای گروه وینیل است کلید توانایی آن در تشکیل زنجیرهای بلند است. همچنین حاوی یک گروه آمید است که به پلیمر ماهیت آبدوست (آب دوست) می‌دهد. و فرآیند اتصال این مونومرهای آکریل آمید به یکدیگر را پلیمریزاسیون نامیده می‌شود.
برخلاف سایر پلی آکریل آمیدها که دارای گروه های باردار (آنیونی یا کاتیونی) هستند، NPAM هیچ گروه یونی ندارد. این بدان معنی است که به آسانی با ذرات باردار به همان شکل برهمکنش نمی‌کند. گروه‌های آمید (-CONH2) در امتداد زنجیره قطبی هستند و با مولکول‌های آب پیوند هیدروژنی تشکیل می‌دهند و NPAM را بسیار محلول در آب می‌کند. زنجیره‌های پلیمری انعطاف پذیر هستند و می‌توانند ترکیبات مختلفی را در محلول اتخاذ کنند. این انعطاف پذیری به دلیل مکانیسم پل زدن آن در لخته سازی مهم است.
در حالی که ساختار اصلی NPAM ساده است، می‌توان آن را برای افزایش عملکرد آن برای فرایندهای خاصی تغییر داد. این کار با معرفی سایر گروه‌های عاملی در حین یا پس از پلیمریزاسیون انجام می شود.
در فرایند تولید فلوکولانت غیر یونی با افزودن گروه‌های آبگریز می‌تواند میل ترکیبی آن را با انواع خاصی از ذرات افزایش داده و کارایی لخته سازی را بهبود بخشد.
در فرایند تولید پلی اکریل امید غیر یونی پلیمریزاسیون رادیکال آزاد رایج‌ترین روش برای تولید NPAM است. این شامل استفاده از یک آغازگر برای تولید رادیکال‌های آزاد است که سپس با مونومرهای آکریل آمید واکنش نشان می‌دهد و باعث ایجاد یک واکنش زنجیرهای می‌شود که آنها را به هم پیوند می‌دهد.
پلی آکریل آمید غیر یونی (NPAM) کمی متفاوت از همتایان یونی خود عمل می‌کند. از آنجایی که فاقد بار الکتریکی است، برای لخته سازی ذرات عمدتاً به برهم کنش‌های فیزیکی متکی است. در اینجا تفکیک مکانیسم های اصلی آورده شده است
فلاکولانت‌های غیر یونی با استفاده از مکانیسم‌های زیر باعث لخته‌سازی ذرات می‌شوند:
مکانیزم پل زدن
زنجیره های بلند را با “قلاب”های زیاد تصور کنید: NPAM دارای زنجیره های بلند و انعطاف پذیر با گروه های آمید متعدد است که می توانند به عنوان نقاط اتصال عمل کنند. این زنجیره ها روی سطح ذرات متعدد جذب (چسبیده می شوند) و پل هایی را بین آنها تشکیل می دهند.
رشد لخته: با درهم پیچیده شدن ذرات بیشتر در این شبکه، اندازه لخته ها بزرگ می‌شود و به دلیل جاذبه خارج از محلول قرار می‌گیرند.
اختلاط: اختلاط کافی برای اطمینان از پراکندگی مناسب NPAM و تماس با ذرات ضروری است. با این حال، اختلاط بیش از حد می‌تواند لخته‌ها را برش داده و اندازه و استحکام آنها را کاهش دهد.
زمان لخته شدن: زمان کافی برای جذب پلیمر و پل زدن ذرات مورد نیاز است. این می تواند بسته به سیستم و NPAM خاص مورد استفاده متفاوت باشد.
عدم حساسیت به شوری و pH : برخلاف لخته سازهای یونی، عملکرد NPAM به طور قابل توجهی تحت تأثیر pH یا غلظت نمک محلول قرار نمی گیرد. این باعث می شود که آن را برای طیف وسیع تری از کاربردها، از جمله مواردی که ترکیبات شیمیایی آب چالش برانگیز دارند، مناسب باشد.
کاربری در انواع فرایند ها: می توان از آن برای تصفیه انواع فاضلاب از جمله پساب های شهری، صنعتی و کشاورزی استفاده کرد. همچنین در فرآوری مواد معدنی، کاغذسازی و سایر فرآیندهای صنعتی موثر است.
پایداری لخته ها: NPAM در مقایسه با لخته های یونی معمولاً لخته های قوی تر و پایدارتری تولید می کند. این لخته ها در طول اختلاط یا ته نشین شدن کمتر از هم جدا می شوند که منجر به شفاف شدن بهتر و جداسازی جامد از مایع می شود. زنجیره های بلند و انعطاف پذیر و مکان های جذب متعدد آن، پل زدن کارآمد ذرات را حتی در غلظت های پایین امکان پذیر می کند.
در مقایسه با منعقد کننده های معدنی مانند آلوم یا کلرید آهن، NPAM سمیت کمتری از خود نشان می دهد و خطر کمتری برای آبزیان و محیط زیست دارد.
کاهش حجم لجن: لخته های قوی تشکیل شده توسط NPAM اغلب منجر به لجن متراکم تر می شود و حجم کلی زباله تولید شده را کاهش می دهد و هزینه های دفع را به حداقل می رساند.
سهولت استفاده: NPAM به راحتی در آب حل می شود و به راحتی قابل حمل و دوز است. می توان آن را مستقیماً به سیستم اضافه کرد بدون اینکه نیازی به پیش تصفیه گسترده یا تنظیمات pH داشته باشد.
مرقون به صرفه: در حالی که به طور کلی گران تر از منعقد کننده های معدنی است، راندمان بالاتر NPAM و نیاز به دوز کمتر اغلب می تواند منجر به صرفه جویی در هزینه کلی شود.
تطبیق پذیری، عملکرد لخته سازی قوی، مزایای زیست محیطی و سهولت استفاده NPAM آن را به یک دارایی ارزشمند در صنایع مختلف تبدیل می کند که به بهبود کارایی، کاهش هزینه ها و افزایش پایداری محیطی کمک می کند
پلی آکریل آمید غیر یونی (NPAM) یک پلیمر کارآمد است که در صنایع متعددی کاربرد دارد. تطبیق پذیری آن ناشی از خواص منحصر به فرد آن است: وزن مولکولی بالا، حلالیت در آب و کمبود بار یونی. این به آن اجازه می دهد تا در محیط های متنوع و با انواع ذرات به طور موثر عمل کند. در اینجا نگاهی جامع به کاربردهای کلیدی آن داریم:
تصفیه آب شهری: NPAM به حذف جامدات معلق و کدورت کمک می کند و کیفیت آب آشامیدنی را بهبود می بخشد.
تصفیه فاضلاب صنعتی : پساب های صنایع مختلف (نساجی، کاغذ، فرآوری مواد غذایی) را با حذف آلاینده هایی مانند رنگ ها، روغن ها و مواد آلی تصفیه می کند.
تصفیه فاضلاب: به آبگیری لجن کمک می کند و حجم زباله برای دفع را کاهش می دهد.
فلوتاسیون و لیچینگ : NPAM به جداسازی مواد معدنی ارزشمند از سنگ معدن کمک می کند و نرخ بازیافت را بهبود می بخشد.
تصفیه باطله: فاضلاب حاصل از عملیات معدن را شفاف می کند و اثرات زیست محیطی را کاهش می دهد.
شستشوی زغال سنگ: به جداسازی زغال سنگ از ناخالصی ها کمک می کند.
حفظ ریزدانه ها و پرکننده ها را در کاغذسازی بهبود می بخشد، کیفیت کاغذ را افزایش می دهد و ضایعات مواد خام را کاهش می دهد.همچنین پساب کارخانه های کاغذسازی را تصفیه می کند، مواد جامد معلق و مواد آلی را حذف می کند.
احیای چاه نفت EOR: محلول های NPAM برای بهبود جابجایی نفت و افزایش تولید به مخازن نفت تزریق می شوند.
افزودنی گل حفاری: NPAM را می توان برای کنترل ویسکوزیته و اتلاف سیال در سیالات حفاری استفاده کرد.