Быстрый Поиска
НОМЕР КАС: 42751-79-1
Полиэлектролиты широко используются в качестве диспергаторов для коллоидов с высоким содержанием твердых частиц (> 50 об.%).
Они сочетают в себе принципы EDL и стерической стабилизации или электростерической стабилизации и зависят от pH и ионной силы.
При низком содержании твердых частиц (~ 20 об.%) вязкость относительно низкая, и на нее очень мало влияют изменения рН.
Однако по мере увеличения содержания твердых частиц pH значительно влияет на вязкость.
Количество добавляемого полиэлектролита также сильно влияет на коллоидную реологию.
Полиэлектролит должен быть оптимизирован только для насыщения поверхности.
Дополнительные полиэлектролиты приводят к избыточному количеству полимера в системе, а избыток полимера может вызвать флокуляцию истощения в системах с высоким содержанием твердых частиц.
Конформация адсорбированного полиэлектролита также играет важную роль в реологическом поведении электростерически стабилизированных коллоидов, и, в свою очередь, конформация полиэлектролита зависит от рН системы.
Подробное изучение поведения адсорбции на Al2O3 показывает, что адсорбция полиэлектролита на частицах увеличивается по мере снижения pH.
Обычно наблюдается 10-кратное увеличение адсорбированного количества от незаряженного до заряженного состояния.
Когда pH увеличивается или уменьшается выше нуля, доля диссоциированного полиэлектролита приближается к 1.
Следовательно, заряды в полиэлектролите переполиэлектролитируют друг друга, и молекула растягивается.
На данный момент существуют две модели: заряженный полиэлектролит адсорбируется плоско на поверхности или полиэлектролит адсорбируется в хвостообразной щеточной структуре.
Форма конформации адсорбированного полиэлектролита сильно влияет на качество дисперсии.
Какие типы структур - плоские, блинообразные или щетковидные - достигаются, зависит от условий адсорбции и используемых материалов.
При блиноподобной адсорбции полимер способствует только короткодействующей силе отталкивания, а силы EDL заряженного полиэлектролита в основном способствуют стабилизации за счет дальнодействующих взаимодействий.
Для структур щеточного типа отталкивание намного сильнее, и присутствуют настоящие электростерические вклады.
Полиэлектролиты также могут быть использованы в качестве диспергаторов, когда они незаряжены, т.е. при их PZC.
Однако они будут благоприятствовать спиральным конформациям.
Следовательно, для получения более толстых слоев адсорбированных полимерных клубков потребуются гораздо более высокие молекулярные массы, а стерические силы в основном способствуют стабилизации.
Полиэлектролитный комплекс имеет большие перспективы для формирования контейнеров ингибиторов, чувствительных к рН.
Поскольку существуют различные возможности изменения проницаемости многослойных полиэлектролитов, использование комплексов полиэлектролитов может контролировать внутреннюю часть контейнеров.
Благодаря наличию гидроксильных групп на поверхности большинства неорганических НЧ большинство этих частиц заряжены на поверхности отрицательно; таким образом, противоположно заряженные слои полиэлектролита могут быть попеременно нанесены на материал за счет электростатического взаимодействия, чтобы предотвратить нежелательную утечку ингибитора.
Выброс присадок с антикоррозионной функцией, аналогично послойным полиэлектролитным антикоррозионным покрытиям, контролируется изменением уровня рН, который изменяет послойную проницаемость полиэлектролита.
В несшитых линейных полиэлектролитах полиэлектролитные комплексы, благодаря проявлению электростатической природы, очень чувствительны к ионной силе и рН.
Если два типа сильных полиэлектролитов составляют полиэлектролитный комплекс, то полученный комплекс проявляет стабильность в широком диапазоне значений рН и способен открываться за счет повышения ионной силы раствора и высвобождать заключенный материал.
И наоборот, если слабые полиэлектролиты составляют полиэлектролитный комплекс, полученный комплекс может быть поврежден и разрушен сдвигом локального рН в кислую сторону для слабых полианионов и в сторону алкина для слабых поликатионов.
Полиэлектролитный комплекс, состоящий из слабых и сильных полиэлектролитов, проявляет чувствительность к сдвигу рН только в одну сторону, а это означает, что слабая поликислота вместе с сильным полиоснованием может быть использована только для высвобождения ингибиторов в кислых средах, а слабая поликислота вместе с сильным полиоснованием — для высвобождения ингибиторов. высвобождение ингибиторов только в алкиновых средах, тогда как полиэлектролитный комплекс, состоящий из двух слабых катионных полиэлектролитов, представляет собой оболочку контейнера, проявляющую чувствительность к сдвигу рН в обеих областях.
Следовательно, полиэлектролитная оболочка носителей ингибитора коррозии способна предотвратить утечку ингибитора коррозии при почти нейтральном значении рН и обеспечить эффективное высвобождение, когда коррозия начинается с алкинового и кислотного сдвигов рН.
Изготовление нанорезервуаров ингибиторов, чувствительных либо к анодному, либо к катодному процессу, либо к обоим процессам, возможно путем изменения материала полиэлектролитной оболочки.
Полиэлектролитная оболочка послойным методом на поверхности НЧ мезопористого кремнезема, нагруженная [2-(бензотиазол-2-илсульфанил)янтарной кислотой]. Эти НЧ были легированы в золь-гель покрытие.
Проницаемость оболочки увеличивалась в ответ на воздействие щелочной и кислой среды на корродированную поверхность, что приводило к высвобождению ингибиторов.
Кроме того, гибридное покрытие на основе диоксида циркония и диоксида кремния, содержащее эти НЧ, показало улучшенную долговременную защиту от элементов коррозии.
Контейнеры субмикрометрового размера, изготовленные этим методом, продемонстрировали более высокую эффективность загрузки ингибитора коррозии.
Запускаемое рН высвобождение ингибитора коррозии, а также барьерные эффекты матрицы повышают эффективность защиты от коррозии.
Полиэлектролитные мембраны синтезируют на поверхности заряженных носителей путем последовательного нанесения анионных и катионных полиэлектролитов.
Этот метод сборки, называемый послойным (LbL), привлекателен для изготовления мембран NF и RO, а полученная плотная структура может ограничивать прохождение ионов через мембраны.
В этом методе сначала заряженную мембрану замачивают в растворе положительного разбавления катионного полиэлектролита.
После этого мембрану вынимают из раствора и промывают водой для удаления несвязавшихся молекул.
Затем полученную положительно заряженную мембрану погружают в отрицательно разбавленный раствор анионного полиэлектролита с последующей промывкой водой.
На каждом этапе небольшое количество полиэлектролитов адсорбируется на поверхности мембраны, и, следовательно, прежний заряд мембраны меняется на противоположный.
Множественные положительные и отрицательные слои на поверхности мембраны приводят к получению полиэлектролитных многослойных мембран.
Количество образованных полиэлектролитных слоев играет существенную роль в водоотведении и отталкивании солей полиэлектролитными мембранами.
Большее количество слоев увеличивает сопротивление массопереносу, поэтому поток воды уменьшается.
С другой стороны, солеотталкивание увеличивается с увеличением осаждаемых слоев плотного полиэлектролита.
У полиэлектролита стоит отметить, что существует оптимальное количество слоев, определяющих эксплуатационные характеристики мембраны.
На характеристики разделения, толщину, гидрофильность поверхности и заряд мембран LbL влияют тип, концентрация, pH и количество слоев полиэлектролитов.
Полиэлектролиты представляют собой макромолекулы, которые при растворении в полярном растворителе, таком как вода, имеют (большое) количество заряженных групп, ковалентно связанных с ними.
В общем, полиэлектролиты могут иметь различные типы таких групп.
Гомогенные полиэлектролиты имеют только один вид заряженных групп, например, только карбоксилатные группы.
Если присутствуют как отрицательные (анионные), так и положительные (катионные) группы, мы называем такую молекулу полиамфолитом.
Эти полиэлектролиты будут кратко рассмотрены в конце этой главы.
Самособирающиеся структуры, такие как линейные мицеллы или линейные сборки белков, также часто имеют много заряженных групп; эти структуры могут иметь свойства, очень похожие на свойства полиэлектролитов, но мы не будем касаться их в этой главе.
Особые свойства полиэлектролитов по сравнению с незаряженными полимерами заключаются в их превосходной растворимости в воде, склонности к набуханию и связыванию большого количества воды, а также в их способности сильно взаимодействовать с противоположно заряженными поверхностями и макромолекулами.
Из-за этих особенностей они широко используются в качестве реологических модификаторов и модификаторов поверхности.
Эти типичные свойства полиэлектролитов тесно связаны с сильными электростатическими взаимодействиями в растворах полиэлектролитов и, следовательно, чувствительны к рН раствора, количеству и типу электролитов, присутствующих в растворе.
Полиэлектролиты находят множество применений в таких областях, как обработка воды в качестве флокулянтов, в керамических суспензиях в качестве диспергаторов и в бетонных смесях в качестве суперпластификаторов.
Кроме того, многие шампуни, мыло и косметика содержат полиэлектролиты.
Некоторые полиэлектролиты также добавляют в пищевые продукты, например, в качестве пищевых покрытий и антиадгезивов.
Некоторыми примерами полиэлектролитов являются пектин (полигалактуроновая кислота), альгинаты (альгиновая кислота) и карбоксиметилцеллюлоза, последняя из которых имеет природное происхождение.
Полиэлектролиты растворимы в воде, но при создании сшивания в полиэлектролитах они не растворяются в воде.
Сшитые полиэлектролиты набухают в воде и действуют как поглотители воды и известны как гидрогели или сверхабсорбирующие полимеры, когда они слегка сшиты.
Полиэлектролиты представляют собой ионизируемые полимеры, которые изменяют свою полимерную конформацию при изменении окружающей среды.
Они бывают двух типов: сильные и слабые полиэлектролиты.
Сильные полиэлектролиты заряжаются в широком диапазоне pH.
Следовательно, полиэлектролит представляет собой сложную задачу для манипулирования свойствами собранной пленки, если только не принять специальные меры, чтобы нарушить взаимодействие полимер-полимер, контролируя другие стимулы, такие как ионная сила, температура и полярность.
В отличие от сильных полиэлектролитов, слабые полиэлектролиты заряжаются только в меньшем окне pH; следовательно, их полимерные конформации легко модулируются при изменении рН внешней среды.
Уникальная особенность пленок PEM, собранных из слабых полиэлектролитов, заключается в том, что они могут разрушаться в экстремальных условиях pH, поскольку вызванный pH дисбаланс заряда в пленке чрезмерно компенсирует привлекательные взаимодействия полимер-полимер.
Полиэлектролиты (PEL) представляют собой полимеры, которые несут заряды в своей основной цепи или в боковых цепях.
Обычно различают слабые и сильные полиэлектролиты.
Слабые полиэлектролиты представляют собой полимеры со слабокислотными или основными группами, которые протонируются или депротонируются в зависимости от рН окружающей среды, что приводит к плотности заряда, зависящей от рН.
Напротив, плотность заряда в сильных полиэлектролитах не зависит от рН.
Щетки из полиэлектролита обладают интересными характеристиками как в теоретическом, так и в практическом отношении, поскольку их поведение принципиально отличается от поведения незаряженных полимерных щеток.
В случае прочных щеток из полиэлектролита, в которых плотность заряда не зависит от pH, в молекулярной структуре и свойствах преобладают электростатические взаимодействия.
Взаимное отталкивание между заряженными сегментами полимера сильно влияет на физические свойства привитых слоев.
В слабых полиэлектролитных щетках, в которых плотность заряда цепей зависит от степени их протонирования, конформация цепей зависит от рН раствора.
В частности, набухание слабых полиэлектролитных щеток в различных растворителях было тщательно изучено из-за его важности для чувствительных полимерных систем.
Набухание зависит от природы системы растворителей, а также от ее рН, концентрации и химической природы других ионов в растворе.
Кроме того, взаимодействие с выбранными противоионами можно использовать для настройки смачиваемости поверхностей с помощью закрепленных полиэлектролитных щеток.
Полиэлектролиты — это полимеры, содержащие множество ионизируемых групп.
Сочетание поведения полимера и электролита придает им ряд полезных свойств, как указано в таблице 1, но также создает проблемы при определении характеристик.
В этой главе дается введение в поведение полиэлектролитов в растворе, обсуждаются трудности, которые это поведение вызывает при определении молекулярной массы, и рассматриваются способы преодоления этих трудностей.
Полиэлектролиты представляют собой полимеры с ионизируемыми повторяющимися группами, такими как полианионы и поликатионы.
Эти группы могут диссоциировать в полярных растворителях, таких как вода, оставляя заряды на полимерных цепях и высвобождая противоионы в раствор.
Полиэлектролитные комплексы (ПЭК) позволяют сочетать физико-химические свойства как минимум двух полиэлектролитов.
ПЭК образуются в результате сильных электростатических взаимодействий между противоположно заряженными полиэлектролитами, что приводит к интерполимерной ионной конденсации и одновременному высвобождению противоионов.
Другие взаимодействия между двумя ионными группами для формирования структур PEC включают водородные связи, гидрофобные взаимодействия, силы Ван-дер-Ваальса или диполь-дипольный перенос заряда.
Водорастворим, а также может полностью растворяться в холодной воде.
Добавьте небольшое количество анионных полиэлектролитных продуктов, вы можете получить большой эффект флокуляции.
при использовании продуктов и неорганических анионных полиэлектролитных флокулянтов (полимеризованный сульфат железа, полиалюминий хлорид, соли железа и т. д.) можно проявить больший эффект.
Полиэлектролит добавляется в шламопровод при перекачке избыточного активного ила, отобранного из пруда-отстойника, на фильтр-прессы или ленточные прессы для обезвоживания ила.
Полиэлектролит широко используется в узлах обезвоживания осадка очистных сооружений.
В процессах, где обезвоживание осадка осуществляется с помощью центрифужного декантера, ленточного пресса или фильтр-пресса, флокулянт, который смешивается с помощью статического смесителя, дозированно дозируется в линию осадка под давлением.
Принцип работы полиэлектролита обычно основан на ионном обмене между полимерной цепью в водном растворе и электрическими зарядами взвешенных твердых частиц.
Нарушается стабильная структура твердых частиц, что приводит к коагуляции или флокуляции.
Полиэлектролиты разбавляют от 0,05% до 0,1%. Раствор препарата обычно готовят с концентрацией 0,5%, добавляя исходный продукт в воду при перемешивании.
Так как характеристики обезвоживаемого осадка различны, применяемые дозировки определяются в результате испытаний в сосудах и эксплуатационных испытаний в лаборатории.
Если полиэлектролитные цепи добавить к системе заряженных макроионов, может произойти интересное явление, называемое полиэлектролитным мостиком.
Термин мостиковые взаимодействия обычно применяется к ситуации, когда одна цепь полиэлектролита может адсорбироваться на двух (или более) противоположно заряженных макроионах (например, на молекуле ДНК), таким образом, устанавливая молекулярные мосты и, благодаря своей связности, опосредуя притягивающие взаимодействия между ними.
При малых расстояниях между макроионами цепь сжимается между макроионами и электростатические эффекты в системе полностью преобладают над стерическими эффектами – система эффективно разряжается.
По мере увеличения разделения макроионов мы одновременно растягиваем адсорбированную на них полиэлектролитную цепь.
Растяжение цепи приводит к вышеупомянутым взаимодействиям притяжения из-за эластичности резины цепи.
Полиэлектролиты использовались при формировании новых типов материалов, известных как полиэлектролитные мультислои (ПЭМ).
Эти тонкие пленки создаются с использованием технологии послойного (LbL) осаждения.
Во время осаждения LbL подходящий ростовой субстрат (обычно заряженный) погружают туда и обратно между разбавленными ваннами с положительно и отрицательно заряженными растворами полиэлектролита.
Во время каждого погружения небольшое количество полиэлектролита адсорбируется, и заряд поверхности меняется на противоположный, что позволяет постепенно и контролируемо наращивать электростатически сшитые пленки поликатион-полианионных слоев.
Ученые продемонстрировали контроль толщины таких пленок вплоть до масштаба в один нанометр.
Полиэлектролиты также могут быть созданы путем замены заряженных частиц, таких как наночастицы или пластинки глины, вместо или в дополнение к одному из полиэлектролитов.
Осаждение полиэлектролита также было выполнено с использованием водородных связей вместо электростатики.
Полиэлектролиты имеют множество применений, в основном связанных с изменением свойств текучести и стабильности водных растворов и гелей.
Например, с их помощью можно дестабилизировать коллоидную суспензию и инициировать флокуляцию (осаждение).
Их также можно использовать для придания поверхностного заряда нейтральным частицам, что позволяет им диспергироваться в водном растворе.
Таким образом, они часто используются в качестве загустителей, эмульгаторов, кондиционеров, осветлителей и даже средств, снижающих сопротивление движению.
Они используются для очистки воды и добычи нефти. Многие мыла, шампуни и косметические средства содержат полиэлектролиты.
Кроме того, их добавляют во многие продукты питания и в бетонные смеси (суперпластификаторы).
Некоторые из полиэлектролитов, которые появляются на этикетках пищевых продуктов, — это пектин, каррагинан, альгинаты и карбоксиметилцеллюлоза.
Все, кроме последнего, имеют природное происхождение. Наконец, они используются в различных материалах, включая цемент.
Полиэлектролиты, содержащие как катионные, так и анионные повторяющиеся группы, называются полиамфолитами.
Конкуренция между кислотно-основными равновесиями этих групп приводит к дополнительным осложнениям в их физическом поведении.
Эти полимеры обычно растворяются только при добавлении достаточного количества соли, которая экранирует взаимодействия между противоположно заряженными сегментами.
В случае амфотерных макропористых гидрогелей воздействие концентрированного солевого раствора не приводит к растворению полиамфолитного материала за счет ковалентного сшивания макромолекул.
Синтетические трехмерные макропористые гидрогели проявляют прекрасную способность адсорбировать ионы тяжелых металлов в широком диапазоне рН из сильно разбавленных водных растворов, которые в дальнейшем могут быть использованы в качестве адсорбента для очистки соленой воды.
Все белки являются полиамфолитами, так как некоторые аминокислоты имеют тенденцию быть кислыми, а другие – основными.
Полиэлектролиты представляют собой полимеры, повторяющиеся звенья которых несут группу электролита.
Поликатионы и полианионы являются полиэлектролитами.
Эти группы диссоциируют в водных растворах (воде), делая полимеры заряженными.
Таким образом, свойства полиэлектролитов аналогичны свойствам как электролитов (солей), так и полимеров (высокомолекулярных соединений), и иногда их называют полисолями.
Подобно солям, их растворы электропроводны.
Подобно полимерам, их растворы часто бывают вязкими.
Заряженные молекулярные цепи, обычно присутствующие в системах мягких веществ, играют фундаментальную роль в определении структуры, стабильности и взаимодействий различных молекулярных ансамблей.
Теоретические подходы к описанию их статистических свойств сильно отличаются от подходов их электрически нейтральных аналогов, в то время как технологические и промышленные области используют их уникальные свойства.
Многие биологические молекулы являются полиэлектролитами.
Например, полипептиды, гликозаминогликаны и ДНК являются полиэлектролитами.
Как природные, так и синтетические полиэлектролиты используются в различных отраслях промышленности.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ:
Полиэлектролиты, используемые для флокуляции в системах очистки сточных вод, делятся на две основные группы: анионные и катионные полиэлектроды.
Хотя они представляют собой наноионные полиэлектролиты, они мало используются.
Как правило, анионные полиэлектролиты позволяют частицам в сточных водах объединяться и осаждаться на установках химической очистки.
Полиэлектролиты используются для флотации хлопьев, образующихся на станциях биологической очистки воды, или для повышения эффективности при обезвоживании осадка сточных вод всех очистных сооружений.
В принципе, в этих принципах используются различные типы полиэлектролитов.
Полиэлектролит абсолютно необходим для того, чтобы тесты банок, необходимые для систем сточных вод, проводились экспертами и выбиралось наиболее подходящее использование полиэлектролита, подходящего для системы.
В результате система очистки может работать без вреда для здоровья и эффективно.
В отличие от своей анионной формы, полиэлектролит обычно используется в чрезмерно активном иле биологических очистных сооружений.
Полиэлектролит добавляется в шламопровод при перекачке избыточного активного ила, отобранного из пруда-отстойника, на фильтр-прессы или ленточные прессы для обезвоживания ила.
Полиэлектролит представляет собой линейное полимерное соединение, так как имеет множество активных групп, сродство, адсорбцию и множество веществ, образующих водородные связи.
В основном флокуляция отрицательно заряженных коллоидных, мутных, отбеливающих, адсорбционных, клеевых и других функций, для красильных, бумажных, пищевых, строительных, металлургических, минералоперерабатывающих, угольных, нефтяных и водных продуктов переработки и ферментации промышленности органических коллоидов с более высокими уровнями очистка сточных вод, особенно для городских сточных вод, осадка сточных вод, осадка бумажной фабрики и процесса обезвоживания промышленного осадка.
ПРЕИМУЩЕСТВА:
-Улучшена скорость осаждения в осветлителе
-Улучшена эффективность осветлителя
-Уменьшено время удержания
-Работает независимо от ph
-Уменьшено количество грязи
-Мгновенное изменение цвета
-Спрессованные фильтровальные корки
-Снижение цвета сточных вод
СИНОНИМ:
2,5-фурандион, полимер с 2-метил-1-пропеном
Сополимер изобутилена/МА
26426-80-2
фуран-2,5-дион; 2-метилпроп-1-ен
Полиэлектролит 60
Малеиновый ангидрид, сополимер изобутилена
малеиновый ангидрид изобутен
Изобутилен малеиновый ангидрид
SCHEMBL28247
DTXSID30911812
ПОЛИ(ИЗОБУТИЛЕН-АЛЬТ-МАЛЕИНОВЫЙ АНГИДРИД)
Фуран-2,5-дион-2-метилпроп-1-ен (1/1)
2-метил-1-пропен, полимер с 2,5-фурандионом
110650-69-6
