پلی الکترولیت نوعی پلیمر حاوی الکترولیت هستند بنابراین پلی الکترولیت دارای ویژگی هایی مانند الکترولیت ها و پلیمرها است و به دو شکل قوی و ضعیف تقسیم می شود. این پلیمر به عنوان یک ماده با وزن مولکولی بالا به وسیله فرآیندهای تولیدی مصنوعی و طبیعی در مقیاس انبوه تولید می شود. پلی الکترولیت های طبیعی رایج عبارتند از پکتین (اسید پلی گالاکتورونیک)، آلژینات (اسید آلژینیک)، کربوکسی متیل سلولز و پلی پپتیدها. نمونه هایی مصنوعی رایج نیز عبارتند از پلی اکریلیک اسید، پلی استایرن سولفونات، پلی آلی آمین.
ویژگی های این ماده را مانند مقدار انحلال در آب و سایر مایعات قطبی و پیوند هیدروژنی (الکل ها و غیره)، هدایت الکتریکی و ویسکوزیته محلول، عواملی مانند نوع گروه های یونی و مونومرهای تشکیل دهنده و ساختار واحد تکرارشونده تعیین می کنند. حتی برخلاف پلیمرهای غیریونی، این خواص به شدت به pH و محتوای نمک آنها بستگی دارد.
انواع پلی الکترولیت در صنایع مختلف و کاربردهایی مانند استفاده در الکتروفورز، تولید قند، تولید مواد آرایشی و بهداشتی، در صنعت چاپ و کاغذ سازی برای لخته سازی و ساخت پلیمر به کار برده می شوند.
خواص فیزیکی و شیمیایی پلی الکترولیت
خواص فیزیکی و شیمیایی پلی الکترولیت ها به صورت محلول و به وسیله برهمکنش الکترواستاتیکی بین گروه های دارای بار در زنجیره و یون های مولکولی با وزن کم تعیین می شود. زیرا میدان الکترواستاتیک ایجاد توسط بارها تاثیر مستقیمی بر روی ساختار این ماده دارد به این معنا که به راحتی می تواند ترکیبات ماکرومولکولی را تغییر دهد. محلول هایی که حاوی این مواد هستند رسانا بوده و اغلب نیز چسبناک هستند که این ویژگی های منحصر فرد باعث استفاده از پلی الکترولیت در طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی می شود. اما بطور کلی نقش اساسی این مواد در زیست شناسی و بیوشیمی است.
مزایای استفاده از پلی الکترولیت
- یکپارچگی قوی برای مقاومت در برابر نیروهای برشی بالا
- کاهش قابل توجه دوز تا 20٪
- بهبود کیفیت کنسانتره با کاهش مواد جامد معلق
- کاهش هزینه حمل و نقل
- معماری مولکولی بهبود یافته برای ارائه چند منظوره واقعی در فرآیندهای تصفیه و آبگیری.
کاربردهای پلی الکترولیت
این ماده امروزه به عنوان یک منبع طبیعی ارزشمند، نقش حیاتی در زندگی روزمره و صنایع مختلف دارد. به همین دلیل طیف گسترده ای از پلی الکترولیت ها (منعقد کننده ها و لخته کننده ها)، پودر مایع و جامد، کاتیونی، آنیونی و غیر یونی با وزن مولکولی کم، متوسط و بالا توسط تولیدکنندگان برای استفاده صنایع تولید و به بازار عرضه می شود.
کاربرد در تصفیه آب
این ماده برای جداسازی مواد جامد ومایع در تصفیه فاضلاب صنعتی و شهری ساخته شده اند که به عنوان عامل لخته ساز نیز شناخته می شوند. این مواد عملکرد فرآیند آبگیری را افزایش می دهند و در نتیجه نیازها را در کاربردهای صنعتی متنوع شامل جداسازی جامد از مایع برآورده می کنند.
استفاده از پلی الکترولیت ها شامل تصفیه آب، حذف رنگ (رنگ زدایی)، کاهش COD/BOD استخراج و انواع لجن آبگیری، تصفیه پساب و فرآیندهای مختلف دیگر است. عمدتاً در فرآیند شفاف سازی اولیه، ثانویه و سوم، کاربردهای شفاف بالا، مانند سانتریفیوژها، DAF، ضخیم کردن و آب گیری لجن آلی در تصفیه خانه های فاضلاب استفاده می شوند. پلی الکترولیت ها با داشتن ویژگی های زیر به عنوان یک ماده موثر در تصفیه آب و فاضلاب به کار برده می شوند:
- عملکرد بهتر در دوزهای پایین تر.
- محتوای جامد بالا و رطوبت کمتر در لجن آبگیری
- افزایش سرعت فیلتراسیون و شفافیت مایع رویی
- پایین آوردن مواد جامد معلق در غلظت / فیلتر تجهیزات آبگیری لجن
- حذف موثر رنگ با رسوب موثر رنگها در پساب نساجی
- شفافیت آب بهبود یافته و عملکرد تمیز کردن عالی
کاربرد در صنعت کشاورزی
پلی الکترولیت ها به عنوان یک دفع کننده آفات و همچنین یک عامل محافظ از فرسایش خاک جلوگیری می کنند. به دلیل اینکه به جذب آب توسط گیاه کمک می کند، موجب می شود که گیاهان سریعتر رشد کنند و ریشه قویتری داشته باشند. علاوه بر این با کمک به جذب بهتر کودهای شیمیایی باعث تسریع در جوانه زدن گیاهان می شود.
کاربرد در صنعت پزشکی
پلی الکترولیت ها به دلیل خاصیت آب دوستی و قابلیت انحلال در آب کاربرد گسترده ای در صنعت پزشکی دارند. زیرا این مواد هنگامی که در برابر تغییرات مغناطیسی، دما و حتی تغییرات PH قرار می گیرند خواص متفاوتی از خود نشان می دهند. مکمل های فراوانی حاوی پلی الکترولیت هستند که با توزیع یکنواخت در سراسر بدن ترکیبات مضری را از بین می برند به همین دلیل در تولید بسیاری از دارو ها از این مواد استفاده می شود.