تعریف پلی الکترولیت

پلی الکترولیت (Polyelectrolyte) ترکیب پلیمری می باشد که مشابه الکترولیت دارای وزن مولکلی بالایی هستند که با ترکیب در آن به سرعت از هم جدا می‌شوند. پلی الکترولیت‌ به دلیل اینکه از تعداد بسیار زیادی مونومر ( نوعی مولکول است که واحد اصلی پلیمرها را تشکیل می‌دهد) تشکیل شده‌اند دارای تنوع بسیار بالایی هستند. تعداد این مونومرها به روی قدرت پلی الکترولیت‌ها تاثیر بسیار زیادی می‌گذارد.

با به کارگیری موادی تحت عنوان منعقدکننده های پلی الکترولیت (منعقدکننده های پلیمری) در فرآیند لخته شدن می توان بازده جداسازی ذرات کلوئیدی موجود در محلول های سوسپانسیونی را از طریق افزایش اندازه، دانسیته و بار جاذب ذرات افزایش داد.

در واقع توضیح ساده الکترولیت ها را می توان اینگونه تعریف نموید ، ترکیباتی هستند که دوست دارند از هم جدا شوند. کافی است آنها را در آب بریزید تا سریعاً به صورت یون های مثبت و منفی شکسته شوند. مثلاً نمک طعام، NaCl، یک الکترولیت است و اگر آن را در آب بریزید به یون های سدیم مثبت و کلر منفی تجزیه می شود.

انواع پلی الکترولیت

منعقدکننده های پلی الکترولیت، پلیمر های آلی خطی یا دارای زنجیره ی شاخه دار هستند که در محلول، یون های کمپلکس تشکیل می دهند. پلی الکترولیت  دارای وزن مولکولی متوسط بوده و کاملا در آب حل می گردد. این مواد در اصل به چهار گروه کاتیونی، آنیونی، غیر یونی و پلیمرهای طبیعی دسته بندی می شوند.

پلی الکترولیت آنیونی | Anionic Polyelectrolytes

پلی الکترولیت‌هایی با بار منفی هستند و با ترکیب در آب به یون‌های منفی تبدیل می‌شوند، از جمله پلی الکترولیت‌ آنیونی می‌توان به پلی کربوکسیلات، سولفنات ( Sulfonate ) و فسفنات ( Phosphonate ) اشاره داشت.

» مطلب مرتبط: صابون مول چیست انواع آن کدام است

پلی الکترولیت کاتیونی | Cationic Polyelectrolyte

پلی الکترولیت‌ هایی با بار مثبت هستند و در صورتی که در آب ترکیب شوند به یون مثبت تبدیل خواهند شد. آمونیوم نوع یک، کوپلیمرهای آکریل آمید دو نوع از پلی الکترولیت‌های کاتیونی هستند.

پلی الکترولیت غیریونی یا خنثی | Non-Ionic Polyelectrolytes

الکترولیت‌های خنثی در صورتی که در آب ترکیب شوند هیچگونه باری نخواهند داشت، یعنی خنثی هستند. پلی الکترولیت‌هایی بر پایه پلی آکریل آمید از این دسته هستند.

روهاش تولید پلی الکترولیت

برای تولید پلی الکترولیت سه روش وجود دارد که آن ها را در دو حالت مایع و پودری تولید می کنند. جهت تولید الکترولیت های آنیونی معمولاً سه نوع ماده ی اولیه به نام های آکریل آمید، آکریلیک اسید و هیدروکسید سدیم را به کار می برند. پلی الکترونیک های کاتیونی از مخلوط آکریل آمید و مونومر کلر متیل آکریلیک تولید می شوند.

کاربرد پلی الکترولیت

از کاربردهای این ماده استفاده در صنعت کشاورزی جهت دفع آفات و سموم است. برای جلوگیری از فرسایش خاک نیز به کار برده می شود. این ترکیبات سبب جذب بیشتر آب توسط گیاهان جهت ایجاد گیاهانی بزرگتر و قویتر با ریشه‌ های گسترده تری می شوند و سبب جوانه زدن سریع تر و بیشتر گیاهان و جذب بهتر کودها توسط آنها می شوند.

این پلیمرها ترکیبات مضری که در بدن وجود دارد را می ‌توانند خنثی کنند. بر در دسترس بودن مکمل ها و توزیع مناسب آنها تاثیر چشمگیری دارند و به این خاطر می‌ باشد که در سنتز تعداد زیادی از داروها به کار برده می شوند.

این مواد را جهت استفاده در الکتروفورز، تولید قند، تولید مواد آرایشی، استفاده در صنعت چاپ صفحه، استفاده در صنایع کاغذ سازی برای لخته سازی و ساخت پلیمر نیز به کار می برند.

» مطلب مرتبط: انواع بایوساید و کاربرد آن در صنعت

کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه آب و فاضلاب

منعقدکننده های پلی الکترولیت به اشکال مختلف از جمله پودر خشک، گرانول، محلول های آبی، ژل های آبی، امولسیو ن های هیدروکربنی تولید می شوند و از آنها در صنایع مختلف از جمله آب و فاضلاب، کاغذسازی، نساجی، داروسازی، قند، فرآوری مواد معدنی، نفت، بهداشتی و … استفاده می شود.

برای تشخیص این موضوع که کدام نوع از پلی الکترولیت ها می تواند بر روی ماده ی پساب آبی نتیجه بهتری داشته باشد ضروری است بدانیم بار الکتریکی کلویید هایی که در داخل آب معلق است چه باری می باشد آیا مثبت منفی یا خنثی است. در صورتی که این ذرات معلق دارای بار منفی باشند باید از پلی الکترولیت کاتیونی که دارای بار مثبت هستند استفاده شود و اگر بار این ذرات معلق مثبت باشند باید از پلی الکترولیت آنیونی که دارای بار منفی هستند، استفاده کرد. در صورت خنثی بودن بار ذرات باید از پلی الکترولیت خنثی استفاده کرد. بیشترین کاربرد الکترولیت مادة شیمیایی به خصوص نوع آنیونی، برگرداندن آبی است که توسط کارخانجات استفاده شده است.

کاهش هزینه های مصرفی جهت تصفیه آب از دیگر کاربردهای استفاده از پلی الکترولیت ها می باشد. زیرا استفاده از این مواد سبب می ‌شود تا انرژی کمتری صرف تصفیه ی آب کنیم.

به کار بردن پلی الکترولیت آنیونی سبب می‌ شود که حجم لجن تشکیل شده در داخل مخزن تصفیه خانه ها کم شود همچنین باعث از بین رفتن میکروارگانیسم های مضر داخل آب می شود. میزان حجم استفاده از این ماده در مقایسه با دیگر مواد منعقد کننده همانند پلی آلومینیوم کلراید و… بسیار کمتر است پس میتوان نتیجه گرفت که
از لحاظ اقتصادی خرید پلی الکترولیت ها به منظور استفاده از آن برای تصفیه ی آب بسیار مقرون به صرفه تر است . استفاده از این ماده ی کاربردی سبب از بین بردن رنگ، طعم و بوی نامطبوع آب خواهد شد و آن را شفاف تر می کند .

» مطلب مرتبط: بایوساید چیست

نکات ایمنی در استفاده از پلی الکترولیت ها

• تماس با هر ماده شیمیایی دارای خطرهایی می باشد ، تماس با پلی الکترولیت نیز از این قاعد جدا نمی باشد .
• در صورت تنفس پودر الکترولیت، امکان تحریک دستگاه تنفس می باشد .
• چنانچه با چشم برخورد کند، می تواند منجر به قرمزی چشم و سوزش شود.
• خوردن آن می تواند باعث تحریک دستگاه گوارش شود و علائمی همچون تهوع، درد شکم و اسهال ایجاد کند.
• در صورت برخورد با پوست می تواند موجب حساسیت و ایجاد علائمی مانند سوزش، خارش، قرمزی و تحریک پوست شود. می توانید با دترجنت خانپگی یا مایع دستشویی محل را فورا شستشو دهید.
• استفاده از دستکش ، ماسک و عینک در حین کار ضروری است.