Poliakrilamid (PAM) esas olarak topaklanma, pıhtılaşma ve viskozite arttırıcı özellikleri için kullanılan sentetik bir polimerdir. Poliakrilamid polimerin rolü uygulamaya bağlı olarak değişir ancak ana işlevlerinden bazıları şunlardır:

1. Flokülasyon ve Pıhtılaşma: Poliakrilamid, su ve atık su arıtma proseslerinde asılı parçacıkların, organik maddelerin ve koloidal maddelerin toplanmasını ve uzaklaştırılmasını kolaylaştırmak için yaygın olarak kullanılır. Partiküllere bağlanarak ve bunların köprülenmesini ve topaklanmasını kolaylaştırarak topaklaştırıcı veya pıhtılaştırıcı yardımcısı olarak görev yapar ve çökeltme veya filtreleme gibi işlemlerle sıvı fazdan kolayca ayrılabilen daha büyük topakların oluşmasına yol açar.

2. Kalınlaştırma ve Viskozite Modifikasyonu: Poliakrilamid, sulu çözeltilerin viskozitesini artırma ve reolojik özelliklerini iyileştirme yeteneğiyle bilinir. Suda esnek ve çözünür bir polimer ağı oluşturarak çözelti viskozitesinin artmasına neden olur. Bu özellik, PAM'in ürünlerin dokusunu, akışını veya stabilitesini arttırmak için koyulaştırıcı, bağlayıcı veya stabilizatör olarak kullanıldığı kozmetik, tekstil ve petrol gibi çeşitli endüstrilerde faydalıdır.

3. Sürtünmeyi Azaltan/Sürtünmeyi Önleyen Madde: Petrolün boru hatları veya sulama sistemleri yoluyla taşınması gibi belirli endüstriyel uygulamalarda türbülanslı akışın varlığı, enerji tüketiminin artmasına ve sürtünme kayıplarına yol açabilir. Poliakrilamid, akış direncini azaltmak ve sıvı taşıma verimliliğini artırmak için sürtünmeyi azaltan bir madde veya sürtünme önleyici katkı maddesi olarak kullanılabilir. Polimer, akış düzenlerini değiştirerek ve sistemdeki türbülansı azaltarak etki eder.

4. Erozyon Kontrolü ve Toprak Stabilizasyonu: Poliakrilamid tarım ve arazi yönetimi uygulamalarında toprak erozyonunu azaltmak, toprak yapısını iyileştirmek ve tortu kontrolünü geliştirmek için kullanılır. PAM toprak parçacıklarını birbirine bağlayabilir, onların yapışmasını artırabilir ve su akışının neden olduğu erozyonu önleyebilir. Ayrıca kurak veya bozulmuş toprak koşullarında su sızmasına, toprak nemi tutulmasına ve tohum çimlenmesine de yardımcı olabilir.

5. Gelişmiş Petrol Geri Kazanımı: Petrol endüstrisinde poliakrilamid, gelişmiş petrol geri kazanımı (EOR) amacıyla kullanılır. PAM, süpürme verimliliğini ve petrolün gözenekli kaya oluşumlarından uzaklaştırılmasını iyileştirmek için petrol rezervuarlarına enjekte edilebilir. Enjekte edilen suyun hareketliliğini azaltmaya, uygun bir akış profili oluşturmaya ve mikroskobik yer değiştirme verimliliğini artırmaya yardımcı olarak petrol üretiminin artmasına neden olur.

6. Kağıt Yapımı ve Tekstil İşleme: Poliakrilamid, kağıt ve kağıt hamuru endüstrisinde tutma ve drenaj yardımcısı olarak yaygın olarak kullanılır. Kağıt yapım sürecinde ince parçacıkların, dolgu maddelerinin ve liflerin tutulmasını geliştirerek kağıt kalitesinin ve üretim verimliliğinin artmasına yol açar. PAM ayrıca tekstil işlemede, tekstillerin üretim süreçlerini ve özelliklerini geliştirmek için haşıl maddesi, boya sabitleme maddesi veya yağlama maddesi olarak görev yapabileceği uygulamalar da bulur.

Bunlar çeşitli endüstrilerde ve uygulamalarda poliakrilamid polimerin temel rollerinden bazılarıdır. Belirli rol ve performans gereksinimleri, her durumda amaçlanan kullanıma ve istenen sonuca bağlı olarak değişebilir.

Poliakrilamidin sentez yöntemleriyle ilgili olarak genel olarak iki ana yaklaşım vardır:

1. Çözelti Polimerizasyonu: Bu yöntem, amonyum persülfat (APS) gibi bir kimyasal başlatıcı ve N,N,N',N'-tetrametiletilendiamin (TEMED) gibi bir indirgeyici madde kullanılarak akrilamid monomerlerinin sulu bir çözelti içinde polimerizasyonunu içerir. ). Reaksiyon tipik olarak kontrollü sıcaklık ve pH koşulları altında gerçekleştirilir. Polimerizasyon, akrilamid monomerlerinin poliakrilamid zincirleri oluşturmak üzere çapraz bağlanmasını ve zincir uzamasını başlatan serbest radikallerin oluşumuyla başlar.

2. Emülsiyon Polimerizasyonu: Bu yöntemde akrilamid monomerleri, bir emülgatör ve su ile birlikte bir yağ fazında (genellikle bir hidrokarbon) dağıtılır. Emülgatör, polimerizasyon için reaksiyon kapları görevi gören misellerin oluşumunu kolaylaştırır. Reaksiyon, çözelti polimerizasyonunda olduğu gibi benzer serbest radikal başlatıcılar tarafından başlatılır ve monomerlerin misellere difüzyonu ile ilerler. Ortaya çıkan poliakrilamid parçacıkları tipik olarak lateks formundadır ve yüzeylerinde yüzey aktif maddelerin varlığıyla stabilize edilebilir.

Bu sentez yöntemlerinin her ikisi de, reaksiyon parametrelerini, monomer konsantrasyonunu ayarlayarak veya ek monomerler veya çapraz bağlama maddeleri ekleyerek, elde edilen poliakrilamid polimerin moleküler ağırlığını, yük yoğunluğunu ve diğer özelliklerini kontrol etmek üzere değiştirilebilir.

Akrilamid monomerinin toksisitesi nedeniyle poliakrilamid sentezinin uygun güvenlik önlemleri ve kullanım uygulamaları gerektirdiğini unutmamak önemlidir. Poliakrilamidin endüstriyel üretimi tipik olarak işçi güvenliğini ve çevre korumasını sağlamak için katı güvenlik protokolleri kullanır.