Vite Recherche
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est utilisé dans diverses applications, notamment dans le traitement de l'eau, où le Polydiallyldimethylammonium chloride agit comme un coagulant pour éliminer les impuretés et les agents pathogènes.
Dans l'industrie des semi-conducteurs, le Polydiallyldimethylammonium chloride améliore les processus de polissage mecano-chimique pour une précision accrue des dispositifs.
De plus, le Polydiallyldimethylammonium chloride joue un rôle dans les technologies d'osmose directe en tant que composant des hydrogels, améliorant l'absorption de l'eau et réduisant les besoins en énergie.
Numéro CAS: 26062-79-3
Nom chimique: Poly(diallyldimethylammonium chloride)
Numéro CB: CB1311640
Formule moléculaire: C24H54Cl3N3X2
Masse moléculaire: 491.06
Numéro MDL: MFCD00192409
Fichier MOL: 26062-79-3.mol
Synonymes: PDADMAC, PDAC, Fibres végétales modifiées, Floculant polymère cationique, solution de poly(diallyldimethylammonium chloride), e261, pbk1, 261lv, cp261, vpk402
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est un polymère cationique synthétique, soluble dans l'eau, appartenant à la famille des composés d'ammonium quaternaire.
En raison de sa densité de charge cationique exceptionnellement élevée et de son excellente solubilité dans l'eau, le Polydiallyldimethylammonium chloride est devenu l'un des coagulants organiques les plus importants utilisés dans le traitement des eaux municipales, le traitement des eaux usées industrielles, la fabrication du papier, l'industrie minière, le textile et de nombreux autres processus industriels.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est apprécié pour sa capacité à éliminer efficacement les contaminants chargés négativement de l'eau, y compris les matières en suspension, les particules colloïdales, les matières organiques, les algues et certaines impuretés dissoutes.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride (abrégé en polyDADMAC ou polyDDA), également communément appelé polyquaternium-6, est un homopolymère de diallyldimethylammonium chloride.
La masse moléculaire du polyDADMAC se situe généralement dans la fourchette de centaines de milliers de grammes par mole, et peut même atteindre un million pour certains produits.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est généralement livré sous forme de concentré liquide ayant un taux de solides de l'ordre de 10 à 50 pour cent.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est un polymère cationique à haute densité de charge.
La densité de charge rend le Polydiallyldimethylammonium chloride bien adapté à la floculation.
En réalité, le Polydiallyldimethylammonium chloride est utilisé comme coagulant - un processus de neutralisation de charge qui précède la floculation.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride (PolyDADMAC) est un polymère cationique soluble dans l'eau largement utilisé comme coagulant et floculant dans les processus de traitement de l'eau.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est synthétisé à partir du monomère d'allyldimethylammonium chloride (DADMAC) et contient des groupes d'ammonium quaternaire chargés positivement le long de sa chaîne polymère.
La solution de Polydiallyldimethylammonium chloride (PDADMAC) est un polyélectrolyte cationique largement utilisé comme floculant.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est préparé par la polymérisation radicalaire du diallyldimethylammonium chloride (DADMAC) en présence d'un catalyseur sous forme de peroxyde organique.
Cependant, les études de toxicité indiquent que des doses élevées peuvent entraîner des effets indésirables, notamment une perte de poids et des dommages aux organes, avec des NOAEL observées de 200 mg/kg/jour chez le chien et de 50 mg/kg/jour chez le rat, soulignant l'importance d'une manipulation minutieuse.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est un polymère soluble dans l'eau largement utilisé comme floculant dans le traitement des eaux usées.
Le processus de purification est conçu pour répondre aux exigences des BPF (GMP).
Le pDADMAC fournit les meilleurs résultats de floculation lorsqu'il est utilisé à une concentration comprise entre 0.01 et 0.05 pour cent.
Puisque le Polydiallyldimethylammonium chloride a un pH neutre, seuls de légers ajustements de pH peuvent être nécessaires pendant l'utilisation.
Le Poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA) est un polyélectrolyte cationique qui s'ionise facilement lorsqu'il est dissous dans l'eau.
Ce polymère est largement utilisé dans los domaines du traitement des eaux usées (comme floculant) et de la fonctionnalisation des nanoparticules.
Histoire
Le Polydiallyldimethylammonium chloride a été préparé et étudié pour la première fois en 1957 par le professeur George Butler à l'Université de Floride.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride était remarquable car le Polydiallyldimethylammonium chloride était soluble dans l'eau, contrairement aux autres polymères synthétiques connus à l'époque formés par la polymérisation de monomères contenant plus d'une fonctionnalité vinyle.
La structure et la voie de réaction ont été déterminées en 2002 par des études RMN.
Une grande partie de ce que nous savons sur le pDADMAC dans le traitement de l'eau et les soins personnels provient de Jerry Boothe de Calgon Corporation.
Propriétés clés
Densité de charge positive élevée
Excellentes performances de coagulation et de floculation
Efficace sur une large plage de pH
Faibles exigences de dosage
Caractéristiques de sédimentation rapide
Compatible avec de nombreux produits chimiques de traitement de l'eau
Synthèse
Le monomère DADMAC est formé en faisant réagir deux équivalents de chlorure d'allyle avec de la diméthylamine.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est ensuite synthétisé par polymérisation radicalaire du DADMAC avec un peroxyde organique utilisé comme catalyseur.
Deux structures polymères sont possibles lors de la polymérisation du DADMAC: la structure pipéridine N-substituée ou la structure pyrrolidine N-substituée.
La structure pyrrolidine est privilégiée.
Méthodes de purification
Précipitez-le de l'eau avec de l'acétone et séchez le sel sous vide pendant 24 heures.
Niveau de dépistage toxicologique
Le niveau de dépistage initial (ITSL) pour le polydimethyl diallyl ammonium chloride est de 1000 ug/m3 (durée moyenne annuelle) selon le Département de la qualité environnementale du Michigan (MDEQ).
Utilisations
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est utilisé comme auxiliaire de coagulation dans le traitement de l'eau.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride peut être utilisé comme solution électrolytique dans diverses applications telles que l'administration de médicaments, les systèmes biomédicaux et les capteurs, qui comprennent les biocapteurs et les capteurs chimiques.
La capacité unique de décoloration est principalement appliquée au traitement de décoloration des eaux usées à forte chromaticité provenant des usines de colorants, et les colorants applicables sont de type actif, de type acide et colorant de dispersion, etc.; Peut également être utilisé pour le traitement des eaux usées textiles, d'impression et de teinture, d'encre et d'autres eaux usées industrielles; Ce produit peut également être utilisé comme agent de renforcement du papier, agent d'encollage, etc.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride a été largement utilisé comme floculant polymère dans l'eau du robinet et le traitement des égouts.
En particulier pour l'eau brute à forte turbidité pendant la saison des crues des rivières, afin de coaguler efficacement l'argile, la silice, les micro-organismes et les oxydes métalliques hydratés dans l'eau brute, le Polydiallyldimethylammonium chloride est généralement utilisé pour le traitement
floculant, coagulant déshydratant
Application
Le Polydiallyldimethylammonium chloride peut être utilisé comme agent stabilisant dans la synthèse de nanoparticules telles que les nanoparticules d'hexacyanoferrate de cuivre (CuHCF) coiffées.
L'ajout de PDDA protège les particules de l'agrégation et permet la synthèse de nanoparticules avec une taille et une polydispersité contrôlées.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride peut également être utilisé pour fabriquer des capteurs chimiques et biologiques.
Par exemple, les plateformes de catalyseurs modifiées par le PDDA peuvent être utilisées dans la détection électrochimique de la L-cystéine.
Applications
Traitement des effluents
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est utilisé dans le traitement des eaux usées comme coagulant organique primaire qui neutralise les matières colloïdales chargées négativement et réduit le volume des boues par rapport aux coagulants inorganiques.
Industrie de la pâte et du papier
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est utilisé pour contrôler les substances perturbatrices dans le processus de fabrication du papier.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride assure une fixation supérieure de la poix provenant de la pâte mécanique et du latex provenant des cassés de couchage.
Utilisé dans la circulation courte d'une papeterie pour améliorer la rétention et l'essorage.
De plus, le Polydiallyldimethylammonium chloride peut être utilisé pour améliorer l'efficacité des filtres à disques et des flottateurs, et pour la cationisation des charges afin d'assurer une rétention maximale des charges.
Purification de l'eau
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est utilisé comme coagulant dans la purification de l'eau.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est efficace pour coaguler et floculer les particules inorganiques et organiques telles que le limon, l'argile, les algues, les bactéries et les virus.
À des concentrations élevées, le polymère organique peut éliminer les matières organiques naturelles telles que les acides humiques et fulviques, ce qui entraîne moins de précurseurs de sous-produits de désinfection et moins de couleur.
Applications polyvalentes
Applications de traitement et de purification de l'eau
Le Polydiallyldimethylammonium chloride sert d'agent essentiel dans le domaine du traitement et de la purification de l'eau.
Ce polymère est couramment utilisé comme coagulant dans le traitement de l'eau potable, ainsi que dans los processus de traitement des eaux usées.
L'efficacité du Polydiallyldimethylammonium chloride dans ces applications découle de sa capacité à neutraliser les particules chargées négativement dans l'eau, favorisant l'agrégation des solides en suspension en particules plus grandes qui peuvent être facilement éliminées par sédimentation ou filtration.
Des études ont montré que le Polydiallyldimethylammonium chloride est particulièrement efficace pour éliminer les composés organiques, los métaux lourds et les agents pathogènes de l'eau, améliorant ainsi la clarté et la sécurité de l'eau.
Le rôle du polymère est non seulement capital pour améliorer l'aspect physique de l'eau, mais aussi pour garantir sa conformité aux normes de santé et de sécurité, faisant du Polydiallyldimethylammonium chloride un composant précieux dans l'infrastructure de traitement.
Amélioration des processus de polissage mécano-chimique
Dans l'industrie des semi-conducteurs, le Polydiallyldimethylammonium chloride est employé pour optimiser le processus de polissage mécano-chimique (CMP), qui est essentiel pour la production de dispositifs électroniques.
Le polymère aide à polir sélectivement le polysilicium par rapport aux films de dioxyde de silicium et de nitrure de silicium, ce qui est une étape critique dans la fabrication des semi-conducteurs.
Le PolyPolydiallyldimethylammonium chloride y parvient en ajustant les taux d'élimination des différents matériaux, améliorant ainsi l'efficacité et la précision du processus CMP.
Cette capacité de polissage sélectif est cruciale pour le développement de dispositifs aux propriétés électroniques finement ajustées et contribue à l'avancement de la technologie microélectronique.
L'intégration du Polydiallyldimethylammonium chloride dans les processus CMP souligne son importance dans la production de dispositifs semi-conducteurs de haute performance.
Innovations dans les applications d'osmose directe
Le Polydiallyldimethylammonium chloride a également été intégré dans les technologies d'osmose directe en tant que composant de nouvelles solutions de tirage sous forme d'hydrogels.
Ces hydrogels à réseau polymère, qui incorporent du poly(diallyldimethylammonium chloride), présentent des capacités accrues d'absorption d'eau et une pression osmotique augmentée, facilitant un transport d'eau plus efficace par des processus osmotiques.
L'application de ces hydrogels dans les systèmes d'osmose directe est particulièrement bénéfique pour la concentration d'eau à faible consommation d'énergie et la cristallisation de solutions aqueuses, qui sont vitales dans les applications environnementales et de transformation des aliments.
L'inclusion du Polydiallyldimethylammonium chloride dans ces hydrogels améliore considérablement leurs performances en augmentant leur capacité de gonflement et leur efficacité osmotique.
Cette avancée soutient non seulement les technologies durables de traitement de l'eau, mais contribue également à la réduction des besoins énergétiques dans les applications de traitement de l'eau, favorisant la durabilité environnementale et la conservation des ressources.
Avantages
Hautement efficace à de faibles concentrations
Produit moins de boues que les coagulants inorganiques
Performance de traitement rapide
Facile à manipuler et à doser
Stable au stockage
Efficace dans l'eau à basse température
Toxicité
Aperçu de la toxicité
Le Polydiallyldimethylammonium chloride présente divers effets toxicologiques, en particulier à des doses élevées.
Dans les études de laboratoire, des doses orales intermittentes dépassant 42 grammes par kilogramme ont entraîné des effets indésirables importants, notamment une perte de poids et des dommages aux tissus hépatiques et rénaux.
Ces résultats soulignent la toxicité systémique potentielle du Polydiallyldimethylammonium chloride lors d'une exposition prolongée.
De plus, les profils d'irritation observés dans les études animales indiquent que le Polydiallyldimethylammonium chloride peut provoquer une légère irritation cutanée, comme en témoigne un érythème très minime chez le lapin après application cutanée.
L'indice d'irritation global suggère que bien que le Polydiallyldimethylammonium chloride puisse provoquer certaines réactions cutanées, ces effets sont généralement faibles.
Effets sur los animaux de laboratoire
La toxicité du Polydiallyldimethylammonium chloride en laboratoire a été déterminée par diverses études impliquant différentes espèces animales.
Chez les chiens de race Beagle, des essais d'alimentation avec des doses allant jusqu'à 800 mg par kilogramme par jour ont montré une diminution du poids corporel, mais aucun effet significatif lié au traitement par ailleurs.
La dose sans effet indésirable observé (NOAEL) a été fixée à 200 mg/kg/jour.
De plus, des études sur les rats ont démontré que des doses élevées de Polydiallyldimethylammonium chloride entraînent également une réduction du gain de poids, avec une NOAEL de 50 mg/kg/jour.
En outre, des études d'irritation oculaire ont indiqué que, bien qu'une légère rougeur conjonctivale ait été observée, le Polydiallyldimethylammonium chloride n'a pas été jugé sévèrement irritant pour les yeux dans l'ensemble.
Ces études contrôlées soulignent la nécessité d'une manipulation prudente et d'une prise en compte des niveaux d'exposition pour atténuer les risques potentiels pour la santé associés au Polydiallyldimethylammonium chloride.
Sécurité et manipulation
Éviter le contact avec les yeux et la peau.
Porter un équipement de protection individuelle (EPI) approprié.
Stocker dans des récipients hermétiquement fermés, à l'abri des températures extrêmes.
Les déversements peuvent rendre les surfaces glissantes.
Suivre les réglementations locales pour l'élimination.
Propriétés du Poly(diallyldimethylammonium chloride)
Formule chimique: (C8H16NCl)n
Masse molaire: Variable
Solubilité dans l'eau: Soluble
Point d'ébullition: 100 degrés
Densité: 1.09 g/mL à 25 degrés Celsius
Indice de réfraction: n20/D 1.417
Point d'éclair: 100 degrés Celsius
Température de stockage: Conserver à température ambiante, maintenir au sec et au frais
Forme: liquide visqueux
Aspect: Liquide visqueux incolore à jaune clair
Viscosité: 60-180 cP (à 25 degrés Celsius)
Stabilité: Stable. Incompatible avec les agents oxydants forts, le fer et les sels de fer, l'acier, le cuivre, les alliages de cuivre, l'aluminium.
Fonctions des ingrédients cosmétiques: ANTISTATIQUE, AGENT FILMOGÈNE
InChI: 1S/C8H16N.ClH/c1-5-7-9(3,4)8-6-2;/h5-6H,1-2,7-8H2,3-4H3;1H/q+1;/p-1
InChIKey: GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M
Considérations environnementales
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est couramment utilisé dans les applications de traitement environnemental; cependant, tout rejet excessif dans les environnements aquatiques doit être évité.
Des pratiques de dosage et de traitement appropriées aident à minimiser l'impact environnemental.
Résumé
Le Polydiallyldimethylammonium chloride est l'un des polymères cationiques les plus largement utilisés dans le traitement de l'eau en raison de sa densité de charge élevée, de son efficacité et de sa polyvalence.
Le Polydiallyldimethylammonium chloride joue un rôle crucial dans la purification de l'eau municipale et industrielle, le traitement des eaux usées, la fabrication du papier et divers processus de séparation industrielle.
