پلی دی متیل دی آلیل آمونیوم کلرید (PolyDADMAC)

خواص کاتیونی پلی دی متیل دی آلیل آمونیوم کلرید

PDMDAAC یک پلیمر کاتیونی است، یعنی دارای گروه‌های آمونیوم کاتیونی (+NH4) متصل به زنجیره‌های پلیمری است.

جذب الکترواستاتیک

PDMDAAC  به دلیل بار مثبت خود، با ذراتی که بار منفی دارند مانند خاک، رنگ، روغن و آلاینده‌های دیگر در آب و فاضلاب واکنش می‌دهد. این ترکیب با ایجاد نیروی جذب الکترواستاتیک با ذرات منفی‌بار دار تعامل می‌کند و آن‌ها را متصل می‌کند. این فرآیند به عنوان فلوکولاسیون شناخته می‌شود و باعث تشکیل توده‌های بزرگتری از ذرات آلوده می‌شود که می‌توانند به راحتی جدا شوند و از آب جدا شوند.

تصاعد

PDMDAAC به عنوان یک کاتیون، می‌تواند به سطح ذرات منفی‌بار دار متصل شود و آن‌ها را به سطح مایع بکشد. این عمل به عنوان تصاعد شناخته می‌شود و می‌تواند در فرآیندهایی مانند پالایش آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد.

خلق جریانات رئولوژیک

PDMDAAC به دلیل ویژگی‌های کاتیونی خود می‌تواند خواص رئولوژیک (مربوط به جریان) مختلفی را در سیستم‌های آبی ایجاد کند. به عنوان مثال، می‌تواند خواص ضد پخش را در خمیر کاغذ ایجاد کند و در صنعت نساجی به عنوان یک ماده خمیرگیر استفاده شود.

ضدمیکروبی

خواص کاتیونی PDMDAAC باعث می‌شود تا به عنوان یک ماده ضدمیکروبی در برخی محصولات بهداشتی و مواد ضدعفونی کننده مورد استفاده قرار گیرد. این پلیمر می‌تواند به ذرات با بار منفی میکروب‌ها متصل شود و با تشکیل توده‌های بزرگتر، انتشار آنها را محدود کند و فعالیت ضدمیکروبی را افزایش دهد.

روش تولید و سنتز PolyDADMAC

روش سنتز PolyDADMAC معمولاً از ترکیبات شیمیایی استون و کلرید دی‌آلیل آمونیوم بهره می‌برد. یکی از روش‌های سنتز این ماده به صورت زیر است:

در یک نمک حلالی مثل آب، استون را با یک مقدار مولار محلول کلرید آلومینیوم کلرید (AlCl3) ترکیب می‌کنیم. این ترکیبات به عنوان کاتالیزور در فرایند سنتز استفاده می‌شوند. به محلول حاصل گلیسرین را اضافه می‌کنیم تا به عنوان ماده شروع‌کننده (initiator) عمل کند. سپس به آرامی کلرید دی‌آلیل آمونیوم به محلول افزوده می‌کنیم. این ترکیب با استفاده از گلیسرین به صورت تدریجی پلیمریزه می‌شود. فرایند پلیمریزاسیون را برای مدتی ادامه می‌دهیم تا واکنش به طور کامل انجام شود. پس از اتمام واکنش، محلول را جدا کرده و محصول را با استفاده از روش‌هایی مانند تنظیم pH و تصفیه از نمک‌ها و آلودگی‌ها، تصفیه می‌کنیم.

روش آمینوپلیمریزاسیون

در این روش، از ترکیبات دی‌آلیل آمین، مانند دی‌آلیل آمین (DAA)، به عنوان ماده شروع‌کننده استفاده می‌شود. این ترکیبات با استفاده از محلول آلومینیوم کلرید (AlCl3) به عنوان کاتالیزور، پلیمریزه می‌شوند. در این روش، عملکرد ماده شروع‌کننده و شرایط واکنش می‌توانند برای کنترل طول زنجیره و خواص نهایی PolyDADMAC تغییر کنند.

روش کوپولیمریزاسیون

در این روش، PolyDADMAC با استفاده از ترکیبات دی‌آلیل آمونیوم کاتیونیک دیگر یا ترکیبات دیگری از خانواده دی‌آلیل اترها ساخته می‌شود. در اینجا، ترکیبات دیگر برای اصلاح ویژگی‌های PolyDADMAC استفاده می‌شوند و ممکن است باعث افزایش حلالیت، تغییرات در رنگ یا خواص دیگر PolyDADMAC شوند.

کاربردهای PolyDADMAC:

خواص کاتیونی PDMDAAC آن را به یک ماده فعال مفید و متعدد در بسیاری از صنایع تبدیل کرده است. این پلیمر به دلیل ویژگی‌های خاص خود در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله صنایع آب و فاضلاب، صنایع نساجی، صنایع برگزاری کاغذ، صنایع معدنی و غیره.

نرم‌کنندگی پارچه‌ها:

به عنوان یک نرم‌کننده پارچه‌ها در صنعت بافندگی و نساجی استفاده می‌شود. این پلیمر قادر است به پارچه‌ها بخشش و نرمی بدهد، آنها را ضدپیچ و ضداستاتیک کند و خواص ضدریزشی به آنها ببخشد.

مواد ضدعفونی‌کننده:

به عنوان یک ضدعفونی‌کننده در محصولات بهداشتی و آرایشی مانند شامپوها، صابون‌ها و محصولات مراقبت از پوست استفاده می‌شود. این پلیمر قادر است به عنوان یک عامل ضدمیکروبیال عمل کند و به تثبیت و کنترل رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها کمک کند.

صنایع آب و فاضلاب:

به عنوان یک پلیمر کواگولانت در صنعت آب و فاضلاب به منظور تصفیه و تنظیم کیفیت آب استفاده می‌شود. این پلیمر کمکی قادر است جزئیات معلق در آب را جمع‌آوری کند و به تشکیل رسوبات جامد کمک کند که سپس به‌راحتی می‌توانند از آب جدا شوند.

به عنوان یک پلیمر کاتیونیک، بر روی ذرات معلق و به طور خاص کلوئیدها (ذراتی با اندازه کوچک و بار الکتریکی) اثر می‌گذارد. با افزودن PolyDMDAAC به آب، ذرات معلق به سطح پلیمر می‌چسبند و به وجود آغشته‌کننده‌های بزرگتر تبدیل می‌شوند. پس از جمع‌آوری ذرات معلق در سطح PolyDMDAAC، مرحله کواگولاسیون آغشته‌کننده‌ها آغشته شده به PolyDMDAAC رخ می‌دهد. در این مرحله، ذرات معلق با یکدیگر ترکیب می‌شوند و تشکیل رسوبات بزرگتر کواگوله می‌شوند. این رسوبات بزرگتر به سرعت به قاعده یا سطحی خاص رسوب می‌شوند و در نتیجه تصفیه آب انجام می‌شود. به عنوان یک فلوکولانت نیز عمل می‌کند.

پس از کواگولاسیون، رسوبات بزرگتر که تشکیل شده‌اند، تشکیل یک فلوک (اجتماع ذرات معلق) را در آب ایجاد می‌کنند. فلوک‌ها به سرعت به قاعده سفیدک (ساختار بافته شده از رسوبات جامد) تجمع می‌کنند و در نتیجه فرایند تصفیه آب بهبود می‌یابد. استفاده از PolyDMDAAC به عنوان پلیمر کواگولانت در صنعت آب و فاضلاب منجر به جداسازی و کاهش ذرات معلق، افزایش کارایی فرایندهای تصفیه آب و بهبود کیفیت آب می‌شود.

صنایع کاغذسازی:

به عنوان یک پلیمر تثبیت‌کننده در صنعت کاغذسازی استفاده می‌شود. در صنایع نساجی و تولید کاغذ به عنوان یک ماده خمیرگیر و فلوکولانت مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پلیمر می‌تواند به ذرات سلولزی در خمیر کاغذ و الیاف نساجی متصل شود و آن‌ها را به هم چسباند که منجر به افزایش استحکام و پایداری محصولات می‌شود.

صنایع نفت و گاز:

به طور کلی، PolyDMDAAC در صنعت نفت و گاز برای جداسازی آب و نفت، جداسازی نفت و آب، کنترل رسوبات و شستشوی چاه استفاده می‌شود. این پلیمر کاتیونیک بهبود کیفیت محصولات نفتی، کاهش میزان آب معلق در نفت، جلوگیری از تشکیل رسوبات و بهبود عملکرد فرایندهای نفت و گاز را تسهیل می‌کند.

به عنوان یک پلیمر کواگولانت در فرایند ترشونده‌کردن استفاده می‌شود. در این فرایند، PolyDMDAAC به عنوان یک کواگولانت برای جداسازی آب از نفت استفاده می‌شود. با افزودن PolyDMDAAC به خلوص آب در مخازن نفتی، ذرات ریز آب معلق جمع‌آوری می‌شوند و تشکیل رسوبات بزرگتری می‌کنند که به راحتی جداپذیرند. این فرایند بهبود کیفیت نفت و کاهش میزان آب معلق در آن انجام می‌شود.

به عنوان یک عامل جداسازی برای جداسازی نفت و آب در فرایندهای تولید نفت و گاز استفاده می‌شود. با افزودن PolyDMDAAC به مخلوط نفت و آب، این پلیمر به عنوان یک عامل تشکیل فلوک (اجتماع ذرات معلق) عمل کرده و باعث جداسازی سریع‌تر نفت و آب می‌شود. این فرایند کاهش میزان آب موجود در نفت را برای فرآیندهای بعدی مانند تصفیه و حمل و نقل نفت تسهیل می‌کند. به عنوان یک پلیمر جلوگیری از رسوب در فرایندهای نفت و گاز استفاده می‌شود.

این پلیمر با تشکیل یک لایه حفاظتی بر روی سطح دیواره‌های لوله‌ها، تجهیزات و سیستم‌های نفتی، از تشکیل رسوبات ناشی از کلسیم، منیزیم و دیگر آب‌های سخت جلوگیری می‌کند. این کاربرد به کاهش هزینه‌ها و مشکلات ناشی از رسوبات در فرایندهای نفت و گاز کمک می‌کند. به عنوان یک عامل شستشو و پاکسازی چاه در عملیات حفاری و تولید استفاده می‌شود.

با افزودن این پلیمر به محلول شستشوی چاه، کنترل فوم و پاکسازی مواد جامد، روغن‌ها، رسوبات و سایر ذرات معلق در چاه انجام می‌شود. این کاربرد باعث بهبود کارایی و کاهش مشکلات مرتبط با شستشوی چاه می‌شود.

خطرات و MSDS، PolyDADMAC:

PolyDADMAC یک ماده پلیمری است که در شرایط عادی ایمنی نسبتاً بالایی دارد. با این حال، همانند هر ماده شیمیایی دیگری، در صورت استفاده نادرست یا برخورد مستقیم با آن، می‌تواند خطراتی ایجاد کند. ممکن است در صورت تماس مستقیم با پوست، PolyDADMAC باعث آزار و التهاب پوست شود. از این رو، استفاده از دستکش‌های محافظ و پوشش مناسب پوست در هنگام برخورد با ماده مهم است. در صورت بروز آزار پوست، باید محل تماس را به آب بشویید و در صورت لزوم به پزشک مراجعه کنید.

در صورت برخورد مستقیم با چشم‌ها، PolyDADMAC می‌تواند تحریک چشمی ایجاد کند. در صورت برخورد با چشم، باید چشم را به طور کامل با آب شستشو داده و در صورت استمرار تحریک، به پزشک مراجعه کنید.

در صورت تنفس مستقیم ذرات پودری PolyDADMAC، می‌تواند تحریک ریه و سیستم تنفسی را ایجاد کند. به منظور جلوگیری از تنفس مستقیم ذرات، استفاده از ماسک محافظ و هواکش مکان ها و محل‌های مناسب برای کنترل غلظت ذرات PolyDADMAC ضروری است.

در غلظت‌های بالا می‌تواند برای محیط زیست و جانوران آبزی مضر باشد. بنابراین، در صورت استفاده از آن در فرایندهای مربوط به آب، باید غلظت مصرفی را به طور دقیق کنترل کرده و از تخلیه غیرمجاز آن به منابع آبی خودداری کنید.

برای استفاده ایمن از PolyDADMAC، لازم است دستورالعمل‌های ایمنی و تدابیر ایمنی عمومی مانند استفاده از لباس محافظ، عدم مخلوط کردن با مواد شیمیایی دیگر بدون اطلاعات لازم و نگهداری در محیط‌های مناسب رعایت شود.

بازار خرید و فروش PolyDADMAC:

آمریکای شمالی سهم عمده ای را در فرآیند تصفیه آب و در نتیجه بازار خرید و فروش PolyDADMAC دارد.  خرید PolyDADMAC در صنعت کاغذ و خمیر کاغذ و پزشکی به ویژه بالا است و این امر بازار polyDACMAC را در آسیا و اقیانوسیه هدایت می کند. مقررات سختگیرانه ای که توسط دولت در مورد الزامات آب وضع شده است، بازارفروش  polyDADMAC  را بیشتر می کند.

بزرگترین شرکتهای تولید کننده PolyDADMAC  در جهان

• SNF SPCM،
•  Kemira،
•  GEO،
•  Accepta،
•  BASF،
•  Raybon Chemicals & Allied Products، Ashland،
•  Prime Formulations (Whyte Group)،
•  BLUWAT،
•  Zhangjiagang Cpolymer Chemical،
•  Shandong Luyue Chemical
• Zhejiang Xinhaitian

بازار خرید و فروش PolyDADMAC

منابع:

• https://en.wikipedia.org/wiki/PolyDADMAC
• Nuclear Magnetic Resonance Enables Understanding of PolyDiallyldimethyl Ammonium Chloride Composition and N-Nitrosodimethylamine Formation During Chloramination. Samantha Donovan, Ariel Jasmine Atkinson