ข้อดีของสารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์ในการบำบัดน้ำเสียมีอะไรบ้าง?

2021-04-13 23:38:10

สารลดแรงตึงผิวมีบทบาทสำคัญในการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันของการผลิตพอลิเมอร์ระดับอุตสาหกรรม ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันจำเป็นต้องมีองค์ประกอบสี่ประการ ได้แก่ น้ำ โมโนเมอร์ สารลดแรงตึงผิว และตัวเริ่มปฏิกิริยา ความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวในระบบควรสูงกว่าความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤตเพื่อให้แน่ใจว่าเกิดการก่อตัวของไมเซลล์ โมโนเมอร์บางชนิดสามารถละลายได้ในไมเซลล์เหล่านี้ โมโนเมอร์อีกส่วนหนึ่งละลายในเฟสน้ำโดยมีโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวอยู่ในสถานะโมเลกุล และโมโนเมอร์ที่เหลือ (มากกว่า 90%) ก่อตัวเป็นหยดภายใต้การกระทำของการกวนเชิงกล และถูกทำให้เสถียรโดยโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวที่เหลือ

ตัวริเริ่มจะถูกสลายตัวเป็นอนุมูลอิสระโดยการกระทำที่เหมาะสม โดยปกติแล้วจะเกิดจากการให้ความร้อน อนุมูลเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับโมโนเมอร์ในระยะที่เป็นกลุ่มเพื่อสร้างกลุ่มไดเมอร์หรือไตรเมอร์ และกลุ่มหลังมีแนวโน้มที่จะพบไมเซลล์มากกว่าโมโนเมอร์ เนื่องจากพื้นที่ผิวทั้งหมดของไมเซลล์มีขนาดใหญ่กว่าโมโนเมอร์มาก จากนั้นโมโนเมอร์จะถูกป้อนเข้าสู่ไมเซลล์ที่ถูกกระตุ้นเหล่านี้ และปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันจะแพร่กระจายผ่านการแพร่ของโมโนเมอร์หรือไมเซลล์ที่ถูกปิดใช้งาน

ไมเซลล์ที่ออกฤทธิ์ยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้โครงสร้างที่ซับซ้อนของอนุภาคโพลีเมอร์และสารลดแรงตึงผิวถูกดูดซับบนพื้นผิว กระบวนการนี้ดำเนินต่อไปจนกระทั่งโมโนเมอร์ทั้งหมดถูกใช้ไป อนุภาคโพลีเมอร์จะถูกทำให้เสถียรหรือถูกแยกออกจากกันโดยการผลักไฟฟ้าสถิตของสารลดแรงตึงผิวแบบไอออนิก หรือการต้านทานแบบสเตอริกของสารลดแรงตึงผิวแบบไม่มีประจุ หรือทั้งสองอย่าง

ปริมาณและชนิดของสารลดแรงตึงผิวที่ใช้ในการพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันมีอิทธิพลต่อความเสถียร ความสะอาด ขนาดอนุภาค ความหนืด และความสามารถในการเปียกของพอลิเมอร์ ถ้าปริมาณของสารลดแรงตึงผิวไม่เพียงพอ (ความเข้มข้นต่ำกว่า CMC) ค่า HLB ของสารลดแรงตึงผิวไม่เหมาะสม หรือประจุของสารลดแรงตึงผิวไม่เหมาะสม ก้อนโพลีเมอร์จะเกิดขึ้นหรือวัสดุในเครื่องปฏิกรณ์จะแข็งตัวอย่างสมบูรณ์

ไม่ว่าจะใช้สารลดแรงตึงผิวชนิดใดก็ตาม ยิ่งปริมาณของสารลดแรงตึงผิวมากเท่าไร อนุภาคโพลีเมอร์ก็จะยิ่งมีขนาดเล็กลงเท่านั้น โดยทั่วไปเรซินที่มีอนุภาคโพลีเมอร์ขนาดเล็กจะมีความหนืดสูงกว่า สารลดแรงตึงผิวสำหรับพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันจะถูกเลือกเป็นหลักตามการใช้พอลิเมอร์ สารลดแรงตึงผิวแบบประจุลบและแบบไม่มีประจุมักจะใช้ร่วมกับโพลีเมอร์สำหรับการเคลือบ อย่างไรก็ตาม สารลดแรงตึงผิวแบบไม่มีประจุสามารถให้ความเสถียรต่อแรงเฉือนได้ ความเข้มข้นรวมของสารลดแรงตึงผิวในระบบอิมัลชันพอลิเมอไรเซชันอยู่ระหว่าง 0.10% ถึง 5.0% ขึ้นอยู่กับพอลิเมอร์