پلی الکترولیت پلیمری از الکترولیت ها با چندین واحد زنجیره تکرار شونده است. پلی الکترولیت ها دارای خواص الکترولیت و پلیمر هستند و وزن مولکولی بالایی دارند. پلیمرهای دارای بار الکتریکی پلی الکترولیت نامیده می شوند. هنگامی که پلی الکترولیتهای با بار مخالف در محلول آب مخلوط میشوند، جمع میشوند تا کمپلکسها را تشکیل دهند. کمپلکس های پلی الکترولیت کاربردهای مختلفی از زیست پزشکی گرفته تا مواد و چسب های مقاوم به دما و کشاورزی دارند. با توجه به این موضوع و این واقعیت که پلی الکترولیت ها از یک نوع بار تشکیل شده اند، اغلب برای کاهش یا جلوگیری از خوردگی روی سطوح زیرلایه فلزی استفاده می شوند.
بسته به ماهیت بار یونی، پلی الکترولیت را می توان به دو دسته کاتیونی، آنیونی و غیر یونی طبقه بندی کرد. پلی الکترولیت ها بر اساس وزن مولکولی نیز طبقه بندی می شوند.
فهرست
پلی الکترولیت کاتیونی
پلی الکترولیت کاتیونی پلیمرهایی هستند که دارای بخشهایی با بار مثبت و ضد یونهای آنیونی هستند که در هر واحد تکرار شونده یا در بخش بزرگی از واحدها وجود دارند. رایج ترین گروه های عاملی در این پلی الکترولیت های کاتیونی شامل گروه های آمونیوم، فسفونیوم و ایمیدازولیوم است.
به طور کلی، ما می توانیم پیوندهای متقاطع فیزیکی را در این پلیمرها ببینیم که از طریق برهمکنش های الکترواستاتیکی اتفاق می افتد. اینها اغلب به عنوان فعل و انفعالات فوق مولکولی شناخته می شوند. به طور معمول، برهمکنش های الکترواستاتیکی به اندازه پیوندهای کووالانسی قوی نیستند. با این حال، این فعل و انفعالات الکترواستاتیک می تواند انتقال حرارتی بالاتر و خواص مکانیکی مناسب را در مقایسه با پلیمرهای غیر یونی امکان پذیر کند.
علاوه بر این، پلی الکترولیت های کاتیونی در تصفیه آب، مواد ضد میکروبی، کشاورزی و انتقال ژن غیر ویروسی مفید هستند. این عمدتا به دلیل وزن تنظیم مولکولی، نیمه باردار مثبت، ضد یون آنیونی یا چگالی بار است که پلی الکترولیت های کاتیونی می توانند از عهده آن برآیند.
پلی الکترولیت آنیونی
پلیالکترولیتهای آنیونی، پلیمرهایی هستند که دارای بخشهای بار منفی و ضدیونهای آنیونی هستند که در هر واحد تکرار شونده یا در بخش بزرگی از واحدها وجود دارند. انواع مختلفی از پلی الکترولیت های آنیونی وجود دارد. علاوه بر این، وجود گروههای سولفونیک در این مواد میتواند آنها را نسبت به pH حساس کند. پلی الکترولیت های آنیونی به طور گسترده ای به عنوان فلوکولانت، عوامل کنترل کننده رئولوژی و چسب مفید هستند.
علاوه بر این، این مواد پلیمری در تصفیه پسابهای شهری و پسابهای صنایع، عمدتاً از جمله فرآوری مواد معدنی، حائز اهمیت هستند. برنامه های کاربردی دیگر شامل بازیافت روغن، حذف رنگ، ساخت کاغذ، پردازش مواد معدنی و غیره هستند.
کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه آب
پلی الکترولیت ها برای جداسازی جامد/مایع در تصفیه فاضلاب صنعتی و شهری توسعه یافته اند. پلیالکترولیتها که به عنوان عامل لخته کننده نیز شناخته میشوند در کاربردهای صنعتی متنوع شامل جداسازی جامد از مایع نیز به کار می روند. کاربردها ممکن است شامل تصفیه آب، بازیافت روغن، حذف رنگ (رنگ زدایی)، کاهش COD/BOD، تولید کاغذ و تخته، پردازش مواد معدنی، استخراج و تصفیه پساب و فرآیندهای مختلف دیگر باشد.
پلیالکترولیتها عمدتاً در فرآیند شفاف سازی، مانند سانتریفیوژها، DAF، ضخیم کردن و آبگیری لجن آلی در تصفیه خانه های فاضلاب استفاده میشوند.
موارد استفاده پلی الکترولیت ها
الکترولیت ها کاربردهای زیادی دارند که بیشتر مربوط به اصلاح جریان و بهبود پایداری کلوئیدها و ژل های آبی یا القای تراکم است. به عنوان مثال، آنها می توانند برای بی ثبات کردن یک سوسپانسیون کلوئیدی و برای شروع لخته سازی و رسوب استفاده شوند. همچنین می توان از آنها برای انتقال بار سطحی به ذرات خنثی استفاده کرد و آنها را قادر می سازد در یک محلول آبی پراکنده شوند.
بنابراین اغلب به عنوان غلیظ کننده، عوامل پخش کننده، نرم کننده، امولسیفایر، مبدل یونی و شفاف کننده استفاده می شود. به عنوان مثال، آنها در تصفیه آب به عنوان عوامل لخته سازی، در دوغاب های سرامیکی به عنوان عوامل تثبیت کننده و در مخلوط های بتن به عنوان فوق روان کننده استفاده می شوند.
علاوه بر این، بسیاری از شامپوها، صابون ها و لوازم آرایشی حاوی پلی الکترولیت هستند. پلی الکترولیت های خاصی نیز به محصولات غذایی به عنوان پوشش های غذایی و عوامل آزاد کننده اضافه کرد. به عنوان مثال می توان به پکتین (اسید پلی گالاکترونیک)، آلژینات (اسید آلژینیک) و کربوکسی متیل سلولز اشاره کرد. از آنجایی که پلی الکترولیت ها محلول در آب هستند، در کاربردهای بیوشیمیایی و پزشکی مانند پوشش های ایمپلنت و سیستم های رها سازی کنترل شده دارو و کشاورزی نیز مورد استفاده قرار می گیرند.