Poliakrilamida (PAM) ialah polimer sintetik yang digunakan terutamanya untuk sifat pemberbukuan, pembekuan dan peningkatan kelikatannya. Peranan polimer poliakrilamida berbeza-beza bergantung pada aplikasi, tetapi beberapa fungsi utamanya termasuk:

1. Pemberbukuan dan Pembekuan: Poliakrilamida digunakan secara meluas dalam proses rawatan air dan air sisa untuk memudahkan pengagregatan dan penyingkiran zarah terampai, bahan organik dan bahan koloid. Ia bertindak sebagai bantuan flokulan atau koagulan dengan mengikat zarah dan memudahkan penyambungan dan penggumpalan, membawa kepada pembentukan flok yang lebih besar yang boleh diasingkan dengan mudah daripada fasa cecair melalui proses seperti pemendapan atau penapisan.

2. Penebalan dan Pengubahsuaian Kelikatan: Poliakrilamida terkenal dengan keupayaannya untuk meningkatkan kelikatan dan memperbaiki sifat reologi larutan akueus. Ia membentuk rangkaian polimer yang fleksibel dan larut dalam air, menyebabkan kelikatan larutan meningkat. Harta ini bermanfaat dalam pelbagai industri seperti kosmetik, tekstil dan petroleum, di mana PAM digunakan sebagai pemekat, pengikat atau penstabil untuk meningkatkan tekstur, aliran atau kestabilan produk.

3. Agen Pengurangan Seret/Anti-geseran: Dalam aplikasi industri tertentu, seperti pengangkutan minyak melalui saluran paip atau sistem pengairan, kehadiran aliran bergelora boleh membawa kepada peningkatan penggunaan tenaga dan kerugian geseran. Poliakrilamida boleh digunakan sebagai agen pengurangan seretan atau aditif anti geseran untuk mengurangkan rintangan aliran dan meningkatkan kecekapan pengangkutan bendalir. Polimer bertindak dengan mengubah suai corak aliran dan mengurangkan pergolakan dalam sistem.

4. Kawalan Hakisan dan Penstabilan Tanah: Poliakrilamida digunakan dalam pertanian dan amalan pengurusan tanah untuk mengurangkan hakisan tanah, memperbaiki struktur tanah dan meningkatkan kawalan sedimen. PAM boleh mengikat zarah tanah bersama-sama, meningkatkan kohesi mereka dan mencegah hakisan yang disebabkan oleh larian air. Ia juga boleh membantu dalam penyusupan air, pengekalan kelembapan tanah, dan percambahan benih dalam keadaan tanah yang gersang atau terdegradasi.

5. Pemulihan Minyak yang Dipertingkatkan: Dalam industri petroleum, poliakrilamida digunakan untuk tujuan pemulihan minyak yang dipertingkatkan (EOR). PAM boleh disuntik ke dalam takungan minyak untuk meningkatkan kecekapan sapuan dan anjakan minyak daripada formasi batuan berliang. Ia membantu mengurangkan mobiliti air yang disuntik, mencipta profil aliran yang menggalakkan, dan meningkatkan kecekapan anjakan mikroskopik, menghasilkan pengeluaran minyak yang dipertingkatkan.

6. Pembuatan Kertas dan Pemprosesan Tekstil: Poliakrilamida biasanya digunakan dalam industri kertas dan pulpa sebagai bantuan pengekalan dan saliran. Ia meningkatkan pengekalan zarah halus, pengisi dan gentian dalam proses pembuatan kertas, yang membawa kepada kualiti kertas yang lebih baik dan peningkatan kecekapan pengeluaran. PAM juga menemui aplikasi dalam pemprosesan tekstil, di mana ia boleh bertindak sebagai agen saiz, agen penetap pewarna, atau agen pelincir untuk meningkatkan proses pembuatan dan sifat tekstil.

Ini adalah beberapa peranan utama polimer poliakrilamida merentas pelbagai industri dan aplikasi. Keperluan peranan dan prestasi khusus mungkin berbeza bergantung pada penggunaan yang dimaksudkan dan hasil yang diinginkan dalam setiap kes.

Mengenai kaedah sintesis polyacrylamide, secara amnya terdapat dua pendekatan utama:

1. Pempolimeran Larutan: Kaedah ini melibatkan pempolimeran monomer akrilamida dalam larutan akueus menggunakan pemula kimia, seperti ammonium persulfate (APS), dan agen penurunan, seperti N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine (TEMED). ). Tindak balas biasanya dijalankan di bawah suhu terkawal dan keadaan pH. Pempolimeran bermula dengan pembentukan radikal bebas, yang memulakan penyambungan silang dan lanjutan rantai monomer akrilamida untuk membentuk rantai poliakrilamida.

2. Pempolimeran Emulsi: Dalam kaedah ini, monomer akrilamida tersebar dalam fasa minyak (biasanya hidrokarbon) bersama-sama dengan pengemulsi dan air. Pengemulsi memudahkan pembentukan misel, yang bertindak sebagai saluran tindak balas untuk pempolimeran. Tindak balas dimulakan oleh pemula radikal bebas yang serupa seperti dalam pempolimeran larutan dan diteruskan melalui resapan monomer ke misel. Zarah poliakrilamida yang terhasil biasanya dalam bentuk lateks dan boleh distabilkan dengan kehadiran surfaktan pada permukaannya.

Kedua-dua kaedah sintesis ini boleh diubah suai untuk mengawal berat molekul, ketumpatan cas, dan sifat lain polimer poliakrilamida yang terhasil dengan melaraskan parameter tindak balas, kepekatan monomer, atau menggabungkan monomer tambahan atau agen penghubung silang.

Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa sintesis poliakrilamida memerlukan langkah keselamatan dan amalan pengendalian yang betul kerana ketoksikan monomer akrilamida. Pengeluaran industri polyacrylamide biasanya menggunakan protokol keselamatan yang ketat untuk memastikan keselamatan pekerja dan perlindungan alam sekitar.