Emulsi PAM Kationik

Mekanisme flokulasi emulsi poliakrilamida air dalam minyak (A/M) (flokulan emulsi kationik) merupakan proses komprehensif yang berfungsi sebagai flokulan emulsi kationik dalam sistem berair. Proses ini tidak hanya mencakup karakteristik flokulasi molekul flokulan emulsi PAM itu sendiri, tetapi juga melibatkan proses khusus demulsifikasi emulsi untuk melepaskan bahan aktif. 

Proses spesifiknya dapat dibagi menjadi beberapa langkah utama berikut: 

1. Demulsifikasi Emulsi dan pelepasan kationik emulsi PAM 

Struktur sistem emulsi PAM air dalam minyak adalah sebagai berikut: 

Fase air (mengandung molekul-molekul flokulan emulsi kationik atau dispersinya) berfungsi sebagai fase terdispersi, dibungkus oleh fase minyak kontinyu (seperti minyak mineral, minyak sayur), dan distabilkan oleh pengemulsi (seperti jenis Span, jenis Tween) untuk membentuk emulsi. Bila emulsi ini ditambahkan ke dalam sistem air yang akan diolah (seperti air limbah, suspensi), akibat adanya perbedaan tekanan osmotik antara lingkungan luar (fase air) dan fase air dalam emulsi, serta adanya pelarutan/dispersi pengemulsi dalam fase air, maka kestabilan emulsi akan terganggu, dan terjadilah demulsifikasi: Fase minyak akan terdispersi menjadi tetesan minyak yang sangat kecil dalam jumlah besar fase air dan secara bertahap akan terpisah dari fase air. 

Emulsi PAM kationik yang terbungkus di dalamnya (biasanya polimer yang larut dalam air atau dispersi yang dapat larut dengan cepat dalam fase air) dilepaskan ke dalam sistem air, membentuk larutan molekul kationik emulsi PAM atau dispersi. 

2. Adsorpsi Molekul Flokulan Emulsi PAM pada Partikel Koloid 

Molekul-molekul flokulan emulsi PAM yang dilepaskan berinteraksi dengan partikel-partikel koloid (seperti sedimen, bahan organik, mikroorganisme, dll.) di dalam air melalui gugus polar (seperti gugus amida -CO - NH₂), sehingga terjadi penyerapan: Interaksi ikatan hidrogen: 

Kelompok amida dalam molekul emulsi flokulan PAM membentuk ikatan hidrogen dengan gugus polar seperti hidroksil (-OH) dan karboksil (-COOH) pada permukaan partikel koloid. 

Gaya Van der Waals: Struktur rantai panjang dari rantai polimer menghasilkan gaya tarik Van der Waals dengan permukaan partikel. 

Adsorpsi elektrostatik: Jika partikel koloid bermuatan negatif (kebanyakan koloid alami seperti lempung, bakteri, dll.), jika rantai molekul PAM flokulan emulsi mengandung sejumlah kecil gugus kationik (seperti PAM kationik), maka partikel tersebut dapat diadsorpsi ke permukaan partikel melalui gaya tarik elektrostatik. Bahkan untuk PAM non-ionik maupun anionik, adsorpsi selektif dapat terjadi pada permukaan partikel melalui perbedaan kerapatan muatan lokal pada segmen rantai. 

3. Elektro netralisasi 

Efek Partikel koloid biasanya membawa muatan (kebanyakan negatif) karena adsorpsi ion atau gugus pada permukaannya. Partikel-partikel tersebut sulit untuk beragregasi karena tolakan muatan yang mirip ".

Molekul-molekul flokulan emulsi PAM (terutama jenis kationik atau amfoterik) dapat menetralkan beberapa muatan permukaan dengan menyerapnya ke permukaan partikel, mengurangi gaya tolak elektrostatik antara partikel dan membuat partikel lebih mungkin untuk mendekat dan beragregasi. 

4. Flokulasi Jembatan (Mekanisme Inti) Struktur polimer rantai panjang (flokulan emulsi PAM) dari PAM merupakan kunci efisiensi flokulasinya yang tinggi: Satu rantai molekul flokulan emulsi kationik dapat secara bersamaan mengadsorpsi beberapa partikel koloid (setiap permukaan partikel mengadsorpsi segmen yang berbeda dari satu atau lebih rantai molekul). Melalui rantai molekul yang dijembatani, partikel-partikel kecil yang terdispersi terhubung untuk membentuk flok yang lebih besar (struktur jembatan). Seiring bertambahnya ukuran flok, gaya gravitasi mendominasi sedimentasinya, atau flok-flok tersebut dipisahkan melalui filtrasi, flotasi, dll. 

Mekanisme flokulasi emulsi PAM kationik air dalam minyak dapat diringkas sebagai berikut: Demulsifikasi emulsi melepaskan molekul PAM → PAM mengikat partikel koloid melalui penyerapan → Elektro-netralisasi mengurangi tolakan partikel → Molekul rantai panjang menjembatani dan menghubungkan partikel untuk membentuk flok besar → Pemisahan padat-cair tercapai. 

Keunggulannya adalah bentuk emulsi memungkinkan PAM (emulsi flokulan kationik) terdispersi dan terlepas dengan cepat, sehingga terhindar dari masalah pelarutan PAM padat yang tidak sempurna, sehingga efisiensi flokulasi meningkat.

Bidang aplikasi utama flokulan emulsi kationik adalah: 

1. Pengolahan Limbah Flokulan emulsi PAM dapat digunakan dalam pengolahan limbah domestik dan air limbah industri. Melalui efek flokulasi, polutan seperti padatan tersuspensi, bahan organik, dan ion logam berat dalam air dihilangkan untuk meningkatkan kualitas air. Flokulan emulsi kationik memiliki efek pengolahan yang signifikan terhadap air limbah dari industri seperti percetakan dan pewarnaan, pembuatan kertas, dan pengolahan makanan. 

2. Pengeringan lumpur Emulsi PAM kationik poliakrilamida dapat secara efektif memisahkan air dari partikel padat dalam lumpur, mengurangi kadar air lumpur, dan memfasilitasi pengolahan dan pembuangan selanjutnya. 

3. Bidang pertambangan Dalam proses pengolahan mineral, flokulan emulsi PAM dapat digunakan untuk flotasi bijih, pengolahan tailing, dll. untuk meningkatkan tingkat pemulihan mineral dan mengurangi pembuangan air limbah. 

4. Industri pembuatan kertas Digunakan untuk memperkuat kertas, membantu retensi dan drainase, dll., untuk meningkatkan kualitas dan efisiensi produksi kertas. 

5. Industri perminyakan Flokulan emulsi dapat digunakan untuk pengolahan air limbah ladang minyak, pengolahan lumpur pengeboran, dll. untuk meningkatkan efisiensi dan perlindungan lingkungan dari ekstraksi minyak.

Atribut khusus industri

Atribut Lainnya

Kemampuan Pasokan

Waktu tunggu

Lokakarya sintesis Jiufang Tech

Laboratorium Jiufang