Ưu điểm của chất hoạt động bề mặt polymer trong xử lý nước thải là gì?

2021-04-13 23:38:10

Chất hoạt động bề mặt đóng vai trò quan trọng trong quá trình trùng hợp nhũ tương của sản xuất polymer quy mô công nghiệp. Quá trình trùng hợp nhũ tương cần bốn thành phần: nước, monome, Chất hoạt động bề mặt và chất khơi mào. Nồng độ Chất hoạt động bề mặt trong hệ thống phải cao hơn nồng độ mixen tới hạn để đảm bảo hình thành các mixen. Một số monome có thể được hòa tan trong các mixen này. Một phần khác của các monome hòa tan trong pha nước với các phân tử chất hoạt động bề mặt ở trạng thái phân tử và phần còn lại (hơn 90%) các monome tạo thành các giọt dưới tác dụng khuấy cơ học và được ổn định bởi các phân tử chất hoạt động bề mặt còn lại.

Chất khởi đầu bị phân hủy thành các gốc tự do bằng tác động thích hợp, thường là bằng cách đun nóng. Các gốc này phản ứng với các monome trong pha khối để tạo thành các nhóm dimer hoặc nhóm tông đơ, và nhóm sau có nhiều khả năng gặp các mixen hơn các đơn phân vì tổng diện tích bề mặt của các mixen lớn hơn nhiều so với diện tích bề mặt của các đơn phân. Sau đó, các monome được đưa vào các mixen đã hoạt hóa này và phản ứng trùng hợp sẽ lan truyền thông qua sự khuếch tán của các monome hoặc các mixen bị vô hiệu hóa.

Các mixen hoạt động tiếp tục phát triển, dẫn đến cấu trúc phức tạp của các hạt polymer và chất hoạt động bề mặt được hấp phụ trên bề mặt của chúng. Quá trình này tiếp tục cho đến khi tất cả các monome được tiêu thụ. Các hạt polyme được ổn định hoặc được giữ tách biệt bằng lực đẩy tĩnh điện của chất hoạt động bề mặt ion hoặc lực cản không gian của chất hoạt động bề mặt không ion, hoặc cả hai.

Lượng và loại chất hoạt động bề mặt được sử dụng trong phản ứng trùng hợp nhũ tương có ảnh hưởng đến độ ổn định, độ sạch, kích thước hạt, độ nhớt và độ thấm ướt của polyme. Nếu liều lượng chất hoạt động bề mặt không đủ (nồng độ thấp hơn CMC), giá trị HLB của chất hoạt động bề mặt không phù hợp hoặc điện tích của chất hoạt động bề mặt không phù hợp, cục polyme sẽ được hình thành hoặc vật liệu trong lò phản ứng sẽ đông cứng hoàn toàn.

Cho dù sử dụng loại chất hoạt động bề mặt nào thì lượng chất hoạt động bề mặt càng lớn thì các hạt polymer càng nhỏ. Nói chung, nhựa có các hạt polymer nhỏ hơn có độ nhớt cao hơn. Chất hoạt động bề mặt để trùng hợp nhũ tương chủ yếu được lựa chọn theo ứng dụng của polyme. Các chất hoạt động bề mặt anion và không ion thường được sử dụng kết hợp với polyme để tạo lớp phủ. Tuy nhiên, chất hoạt động bề mặt không ion có thể mang lại độ ổn định cắt. Tổng nồng độ chất hoạt động bề mặt trong hệ thống trùng hợp nhũ tương là từ 0,10% đến 5,0% dựa trên polymer.