تطبيقات في معالجة المياه
تشمل معالجة المياه معالجة المياه الخام، ومعالجة مياه الصرف الصحي، ومعالجة المياه الصناعية، من بين مجالات أخرى. في معالجة المياه الخام، عند استخدامها مع مواد مثل الكربون المنشط، فإنها تسهل تلبد وتوضيح الجزيئات العالقة في إمدادات المياه المنزلية. من خلال استبدال الندف العضوي-على وجه التحديد بولي أكريلاميد- بالمندفات غير العضوية، يمكن زيادة قدرة تنقية المياه بنسبة تزيد عن 20%، حتى بدون تعديل خزانات الترسيب الموجودة. في معالجة مياه الصرف الصحي، يؤدي استخدام بولي أكريلاميد إلى تعزيز كفاءة حلقات إعادة تدوير المياه ويعمل أيضًا كعامل فعال لنزح المياه من الحمأة. وفي معالجة المياه الصناعية، فإنه يعمل كعنصر حاسم في التركيبات الكيميائية المختلفة. في حين أن معالجة المياه تشكل أكبر قطاع لتطبيقات البولي أكريلاميد على المستوى الدولي، فإن اعتمادها في هذا المجال يكتسب حاليًا زخمًا محليًا.
الوظائف الرئيسية للبولي أكريلاميد في معالجة المياه:
(1) تقليل جرعة الندف: بشرط استيفاء معايير جودة المياه المكافئة، فإن استخدام بولي أكريلاميد كعامل مساعد للتخثر بالاشتراك مع مواد الندف الأخرى يمكن أن يقلل بشكل كبير من الكمية الإجمالية للمواد الندفية المطلوبة. (2) تحسين جودة المياه: في كل من معالجة مياه الشرب ومعالجة مياه الصرف الصناعي، يؤدي الاستخدام المشترك للبولي أكريلاميد والمندفات غير العضوية إلى تحسن ملحوظ في جودة المياه. (3) تعزيز قوة الندف وسرعة الترسيب: يولد بولي أكريلاميد كتلًا تتميز بقوة هيكلية عالية وخصائص ترسيب فائقة؛ يؤدي ذلك إلى تسريع معدل فصل السوائل الصلبة- وتسهيل عملية نزح المياه من الحمأة. (4) منع التآكل والقياس في أنظمة التبريد الدائرية: يسمح استخدام بولي أكريلاميد بتخفيض كبير في جرعة المواد الندفية غير العضوية، وبالتالي منع ترسب المواد غير العضوية على أسطح المعدات وتخفيف تآكل المعدات وتكوين القشور.
تطبيقات في استخراج النفط
يعد بولي أكريلاميد فئة متعددة الاستخدامات من عوامل المعالجة الكيميائية التي يتم استخدامها على نطاق واسع طوال دورة حياة استخراج النفط-على وجه التحديد في عمليات الحفر والتثبيت وإكمال الآبار وصيانة الآبار والتكسير الهيدروليكي والتحميض وحقن المياه وإغلاق المياه والتحكم في الملف الجانبي وعمليات الاستخلاص المعزز للنفط (الاسترداد الثالث). وله أهمية خاصة في مجالات الحفر وإغلاق المياه والتحكم في الملف الشخصي والاستخلاص المعزز للنفط. تظهر المحاليل المائية من بولي أكريلاميد لزوجة عالية وتمتلك خصائص ممتازة في السماكة والتلبد والانسيابية-؛ وبالتالي، يتم استخدامها في عمليات استخراج النفط كعوامل إزاحة-للزيت ومعدلات لسوائل الحفر. أثناء -إلى-المراحل المتوسطة لاستخراج النفط، ومن أجل تعزيز معدلات استخلاص النفط الخام، تعمل بلادي حاليًا بشكل أساسي على الترويج لتقنيات الغمر بالبوليمر والغمر المركب الثلاثي. عن طريق حقن محلول مائي من بولي أكريلاميد، يتم تحسين نسبة تدفق الزيت-إلى-الماء، وبالتالي زيادة محتوى النفط الخام في السوائل المنتجة. تؤدي إضافة بولي أكريلاميد أثناء عملية الاستخلاص الثلاثي للنفط إلى تعزيز إمكانيات إزاحة النفط-، ومنع توجيه المياه (اختراق سابق لأوانه) داخل خزان النفط، وفي النهاية يؤدي إلى زيادة عائد الاسترداد الإجمالي لحقل النفط. تعتبر صناعة البترول الصينية أكبر مستهلك للبولي أكريلاميد. وقد أدت التطورات التكنولوجية في مادة البولي أكريلاميد إلى دفع نمو قطاع النفط في الصين، في حين أدت متطلبات الصناعة بدورها إلى تسريع وتيرة الابتكار التكنولوجي والتطوير داخل قطاع البولي أكريلاميد نفسه.
تطبيقات صناعة الورق
في صناعة الورق، يتم استخدام بولي أكريلاميد على نطاق واسع كمساعد للاحتفاظ، ومساعد للصرف، وعامل تسوية لتحسين جودة الورق، وتحسين أداء نزح الماء من ملاط اللب، وزيادة معدل الاحتفاظ بالألياف الدقيقة والحشو. يساعد هذا الاستخدام على تقليل استهلاك المواد الخام وتقليل التلوث البيئي. علاوة على ذلك، عند استخدامه كمشتت، فإنه يحسن تجانس ورقة الورق. يخدم بولي أكريلاميد وظيفتين أساسيتين في صناعة الورق: أولاً، يعزز معدلات الاحتفاظ بالمواد المالئة والأصباغ والمواد المضافة الأخرى، وبالتالي يقلل من فقدان المواد الخام والتلوث البيئي؛ ثانيًا، أنه يعزز القوة البدنية للورقة. تؤدي إضافة بولي أكريلاميد إلى ملاط اللب إلى زيادة معدل الاحتفاظ بالألياف الدقيقة وجزيئات الحشو على شاشة السلك، مع تسريع عملية نزح الماء من اللب في نفس الوقت. تشتمل آلية العمل على تلبد الجسيمات داخل اللب-الذي يتم تسهيله من خلال معادلة الشحنة أو تأثيرات الجسر-والتي تسمح بالاحتفاظ بها على نسيج المرشح. كما يسهل تكوين هذه الكتل عملية ترشيح الماء من اللب بشكل أسهل، وبالتالي تقليل فقدان الألياف إلى "المياه البيضاء"، وتخفيف التلوث البيئي، وتحسين الكفاءة التشغيلية لمعدات الترشيح والترسيب ومعدات المعالجة الأخرى.
المواد الطبية
يخدم جل البولي أكريلاميد مجموعة متنوعة من التطبيقات الطبية، بما في ذلك استخدامه كعامل تعزيز للتحبيب-لا يعتمد على الثرومبين، وكمادة جراحية، وكمادة خام للعدسات اللاصقة، وكمادة طلاء خارجي للكبسولات الدقيقة. كما يتم استخدامه أيضًا في تصنيع-سدادات مرقئ، وفوط صحية، وحفاضات الأطفال عالية الجودة. يمكن استخدام جسيمات بولي أكريلاميد ذات أحجام تتراوح من عدة مئات إلى بضع عشرات من الميكرومترات كمواد تعبئة كروماتوغرافية (على سبيل المثال، لأعمدة كروماتوغرافيا الهلام)، مما يتيح الفصل الفعال للبروتينات الكروية مثل السيتوكروم. كما أنه يتيح المزيد من العمليات النهائية مثل تحلية البروتين وتركيزه. من خلال تفاعل مانيش، يتم إدخال L- برولين أو L- هيدروكسي برولين على السلاسل الجانبية الأميدية لراتنج بولي أكريلاميد عبر جسور الميثيلين؛ يؤدي التنسيق اللاحق مع أيونات النحاس إلى إنتاج راتنجات ليجند مراوانية قادرة على حل سلسلة من الأحماض الأمينية DL- بشكل فعال. علاوة على ذلك، عندما يتم تعقيد الأحماض الأمينية اللولبية مع أيونات النحاس على راتنج البولي فينيل أمين (المشتق عن طريق تحلل هوفمان)، فإن المادة الناتجة تعمل كمرحلة ثابتة للتبادل اللوني لليجند-؛ وهذا يسمح بتحليل الأحماض الأمينية المختلفة-مما يوضح فعالية خاصة في فصل الأحماض الأمينية العطرية-بينما تقلل الطبيعة المحبة للماء للغاية للعمود الفقري للبوليمر بشكل كبير من أوقات الفصل.
الصناعات الأخرى:
وفي صناعة المواد الغذائية، يتم استخدامه لتنقية عصير قصب السكر واستخراج تعويم الفوسفات للشراب أثناء إنتاج قصب السكر والبنجر. كما أنه يستخدم في التلبد وتوضيح مرق التخمير لتحضيرات الإنزيم. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه لاستعادة بروتينات العلف-مما يوفر استقرارًا وأداءً ممتازين-حيث تبين أن مسحوق البروتين المستعاد ليس له أي آثار سلبية على معدلات بقاء الدجاج على قيد الحياة، أو زيادة الوزن، أو إنتاج البيض. وتشمل التطبيقات الأخرى طلاءات الراتنج الاصطناعية. مواد الحشو الهندسة المدنية لمنع المياه؛ صناعة مواد البناء (تحسين جودة الأسمنت، والعمل كمواد لاصقة للبناء، والعمل كمواد مالئة للفواصل، وعوامل الإصلاح، وعوامل منع المياه-)؛ تحسين التربة؛ صناعة الطلاء الكهربائي. وصناعة طباعة المنسوجات والصباغة وغيرها.
