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POLYÉLECTROLYTE CATIONIQUE (PolyDADMAC)

Description

Le polyélectrolyte cationique, communément appelé polyDADMAC (chlorure de polydiallyldiméthylammonium) , est un polymère cationique hydrosoluble de haut poids moléculaire largement utilisé comme coagulant, floculant, neutralisant de charge, agent de rétention et polymère de conditionnement dans le traitement de l'eau, la fabrication du papier, l'exploitation minière, le textile, les cosmétiques et divers procédés industriels. Il est synthétisé par polymérisation du monomère d'ammonium quaternaire chlorure de diallyldiméthylammonium (DADMAC) , ce qui donne une chaîne polymère chargée positivement de façon permanente.

Contrairement à de nombreux polymères cationiques dont la charge dépend du pH, le PolyDADMAC contient des groupements ammoniums quaternaires qui conservent une charge positive sur une large gamme de pH. Cette charge cationique permanente permet une neutralisation efficace des particules chargées négativement, des colloïdes, des matières organiques, des micro-organismes, des colorants et des matières en suspension. De ce fait, le PolyDADMAC est devenu l'un des polymères cationiques les plus utilisés pour la clarification, la déshydratation des boues, la fabrication du papier et le traitement des eaux usées.

Outre les applications industrielles, les grades de poids moléculaire inférieur sont utilisés dans les produits cosmétiques et de soins personnels comme agents conditionneurs, additifs antistatiques et polymères filmogènes qui améliorent la maniabilité des cheveux et la sensation sur la peau.

 

Numéro CAS

Numéro CAS : 26062-79-3

Monomère (DADMAC) :

Numéro CAS : 7398-69-8

 

Synonymes

  • PolyDADMAC
  • Chlorure de polydiallyldiméthylammonium
  • Poly(DADMAC)
  • Poly(chlorure de diallyldiméthylammonium)
  • Polymère de polyquaternium
  • Polyélectrolyte cationique
  • PDADMAC
  • Polymère DADMAC
  • Polymère d'ammonium polyquaternaire

 

Propriétés physiques

Le polyDADMAC se présente généralement sous forme de solution aqueuse visqueuse, limpide à jaune pâle, mais il existe également des poudres solides. Ce produit est inodore ou ne possède qu'une légère odeur caractéristique et présente une excellente solubilité dans l'eau.

Les caractéristiques typiques comprennent :

  • Aspect : Liquide limpide à jaune pâle
  • État physique : Liquide (la plupart des qualités commerciales)
  • Odeur : Inodore ou avec une légère odeur caractéristique
  • Couleur : Incolore à jaune clair
  • Densité : environ 1,02–1,20 g/cm³
  • Solubilité dans l'eau : Entièrement soluble
  • Viscosité : dépendante du grade
  • Caractère ionique : fortement cationique
  • Poids moléculaire : Large gamme commerciale

Sa viscosité augmente avec le poids moléculaire et la concentration en polymère.

 

Propriétés chimiques

Le polyDADMAC est constitué d'unités d'ammonium quaternaire répétitives reliées par un squelette polymère carbone-carbone. Les atomes d'azote portant des charges positives permanentes, le polymère présente une excellente attraction électrostatique pour les substances chargées négativement.

Les caractéristiques chimiques importantes comprennent :

  • charge positive permanente
  • Excellente solubilité dans l'eau
  • Densité de charge élevée
  • large stabilité au pH
  • Bonne stabilité thermique
  • Faible volatilité
  • Excellente capacité d'adsorption
  • Forte efficacité de floculation

Contrairement aux polymères à base d'amines, le PolyDADMAC conserve son caractère cationique même dans des conditions fortement alcalines.

 

Processus de fabrication

Le polyDADMAC est fabriqué par polymérisation radicalaire du chlorure de diallyldiméthylammonium (DADMAC) en solution aqueuse.

Les étapes de production typiques comprennent :

  • Purification du monomère DADMAC
  • Ajout d'initiateur de polymérisation
  • Polymérisation radicalaire contrôlée
  • Régulation de la température
  • Ajustement du poids moléculaire
  • Stabilisation
  • Filtration
  • Tests de contrôle de la qualité
  • Conditionnement

Les conditions de réaction sont soigneusement contrôlées afin d'obtenir le poids moléculaire, la viscosité et la densité de charge souhaités pour des applications industrielles spécifiques.

 

Mécanisme d'action

Le PolyDADMAC fonctionne grâce à des interactions électrostatiques.

Les chaînes polymères chargées positivement s'adsorbent rapidement sur les particules chargées négativement en suspension dans l'eau. Ceci neutralise les charges de surface, réduisant la répulsion électrostatique entre les particules et favorisant leur agrégation en flocs plus gros qui se déposent plus facilement.

Ses principaux mécanismes comprennent :

  • Neutralisation de la charge
  • Pontage de particules
  • déstabilisation colloïdale
  • formation de flocons
  • Sédimentation améliorée
  • Filtration améliorée
  • Consolidation des boues

Dans la fabrication du papier, le PolyDADMAC améliore la rétention des fibres et des charges en liant les particules de cellulose chargées négativement.

 

Applications

Le polyDADMAC possède de nombreuses applications industrielles.

Traitement de l'eau

  • Éclaircissement de l'eau potable
  • traitement des eaux usées municipales
  • traitement des eaux usées industrielles
  • Déshydratation des boues
  • purification des eaux de surface
  • Agent de coagulation

Industrie du papier

  • Aide à la rétention
  • Amélioration du drainage
  • fixation des fibres
  • rétention de produit de comblement
  • Contrôle de la hauteur
  • Chimie de la partie humide

Industrie textile

  • fixation des colorants
  • traitement des eaux usées
  • Finition antistatique
  • Traitement des fibres

Industrie minière

  • clarification des résidus
  • Traitement des minéraux
  • opérations d'épaississement
  • recyclage des eaux de process

Produits de beauté

  • après-shampooings
  • Shampoings
  • produits de coiffage
  • formules de soin de la peau
  • Agents antistatiques

Industrie pétrolière et gazière

  • Traitement des eaux produites
  • séparation solide-liquide
  • Traitement des fluides de forage

 

Avantages

PolyDADMAC offre de nombreux avantages industriels.

  • Densité de charge cationique élevée
  • Excellente efficacité de coagulation
  • Efficace sur une large gamme de pH
  • Formation rapide de flocons
  • Excellente solubilité dans l'eau
  • exigences de faible dosage
  • Volume de boues réduit
  • Amélioration de l'efficacité de filtration
  • Excellente compatibilité avec les coagulants inorganiques
  • Stable pendant le stockage

 

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