ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

ФЛОКУЛЯНТЫ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


ФЛОКУЛЯНТЫ, в-ва, вызывающие в жидких дисперсных системах флокуляцию - образование рыхлых хлопьевидных агрегатов (флокул) из мелких частиц дисперсной фазы (см. Коагуляция).

Наиб. практич. значение имеет флокуляция в водной среде, вызванная высокомол. Ф.- полиэлектролитами или неионо-генными полимерами. При этом наиб. вероятна т. наз. адсорбционная флокуляция - соединение частиц в результате адсорбции отдельных сегментов макромол. цепи Ф. на разных частицах. Возможны также и др. механизмы: взаимод. между молекулами Ф., каждая из к-рых адсорбционно связана с одной частицей, неадсорбционная флокуляция, напр. вытес-нительная, протекающая по механизму гидрофобных взаимодействий.

Адсорбционная флокуляция происходит, как правило, при оптим. соотношении концентраций Ф. и частиц дисперсной фазы. На кинетику и полноту флокуляции, а также структуру и св-ва флокул влияют, с одной стороны, мол. масса, степень ионизации, конформация макромолекул Ф., с другой - знак и плотность поверхностных зарядов, размер и форма коллоидных частиц, хим. состав их пов-сти. Наиб. эффективна флокуляция при степени адсорбционного заполнения пов-сти частиц полимером ок. 0,5. Избыток Ф. может не только ухудшить флокуляцию, но вызвать обратный процесс - де-флокуляцию, или пептизацию.

В коллоидных системах с неоднородной по составу дисперсной фазой различают общую (неизбирательную) и селективную (избирательную) флокуляцию. В первом случае фло-кулы образуются совокупностью частиц разной природы, во втором - преим. частицами одного из компонентов дисперсной фазы. Селективность объясняется специфичностью взаимод. Ф. с частицами определенного типа. Усилить различие в св-вах пов-сти частиц разного рода и, тем самым, увеличить селективность действия Ф. можно путем введения в систему реагентов-модификаторов, напр. низкомол. электролитов или ПАВ. Флокуляция м. б. селективной также в том случае, если максимум флокулирующего действия в отношении частиц разл. типа соответствует разл. равновесным концентрациям Ф. в дисперсионной среде.

Различают неорг. и орг. Ф. Из неорг. Ф. в пром-сти применяют лишь поликремниевую к-ту. Орг. Ф.- разл. син-тетич. или прир. гомо- и сополимеры гл. обр. линейного строения с мол. м. 5021-4.jpg . По способности к элект-ролитич. диссоциации их делят на неионогенные и ионоген-ные (полиэлектролиты).

Среди синтетич. Ф. широко распространены полимеры и сополимеры акриламида, напр. техн. полиакриламид (ПАА), содержащий 3-8 мол. % карбоксилатных звеньев, образующихся в результате гидролиза амидных групп в процессе синтеза полимера. В пром-сти он обычно используется как неионогенный Ф. Хим. модифицирование ПАА позволяет получать на его основе Ф. разл. типов и назначения. Практич. значение имеет также высокомол. полиэтиленоксид - неионогенный Ф., часто применяемый в сочетании со стабилизаторами - антиоксидантами; в нек-рых случаях используют поливиниловый спирт.

Из анионных Ф. в пром-сти применяют: частично гидроли-зованный ПАА, содержащий в макромолекуле 20-40% карбоксилатных звеньев; продукты неполного щелочного (напр., реагенты гипан, К-4, К-6, К-9) или кислотного (напр., "Ока") гидролиза полиакрилонитрила с разл. соотношением нит-рильных, амидных и карбоксильных (или карбоксилатных) групп; гомо- и сополимеры акриловой (AK) и метакриловой (МАК) K-T [напр., "Комета" - полиметакриловая к-та, на 50-60% нейтрализованная щелочью, метас (метасол) - сополимер метакриламида и МАК (или Na-соли МАК) при эквимолярном соотношении сомономеров, метакрил M-14 BB (лакрис 20) - сополимер метилметакрилата и МАК (или ее смешанной соли) при молярном соотношении 1:4]. К анионным Ф. с карбоксильными (карбоксилатными) группами относятся также сополимеры малеиновой и фумаровой K-T. Практич. интерес представляют Ф. с сильнокислотными группами (напр., сульфогруппами) на основе полистирола (напр., BK-1), ПАА и др. полимеров.

Катионные Ф. особенно эффективны при обработке дисперсных систем с отрицательно заряженными частицами. Слабоосновные катионные Ф.- поливиниламин, полиэтилен-имин, поливинилпиридины и др., содержащие в молекуле первичные, вторичные и третичные атомы азота, сильноосновные - полиэлектролиты с четвертичными аммониевыми или пиридиниевыми группами (получают исчерпывающим алкилирование атомов N слабоосновных Ф. или полимеризацией соответствующих мономерных соединений). В качестве катионных Ф. могут быть использованы полимеры аминоал-киловых эфиров AK и МАК, винилпиридинов, диаллиламина, диаллилдиметиламмонийхлорида (напр., полиэлектролит ВПК-402), продукты алкилирования полидиметиламиноэтил-метакрилата и полидиэтиламиноэтилметакрилата (ВА-102, ВА-112), продукты последоват. хлорметилирования и амини-рования полистирола или поливинилтолуола (ВА-2, ВПК-01), модифицированный формальдегидом и вторичным амином (по р-ции Манниха) ПАА, содержащий в макромолекуле до 30 мол. % катионных звеньев (напр., КФ-4 и КФ-6, в к-рых помимо аминогрупп имеются амидные, карбоксильные и метоксильные группы).

Полиамфолитные Ф.- обычно продукты сополимеризации кислотного (AK, МАК, малеиновый ангидрид и др.) и основного (2-винилпиридин, диаллилдиметиламмонийхлорид и др.) мономеров. В ряде технол. процессов, напр. при флокуляции биол. суспензий, полиамфолитные Ф. имеют преимущества перед Ф. анионного и катионного типов.

Природные Ф. выделяют непосредственно из растений (напр., крахмал, полиальгинаты) или получают в результате хим. переработки растит. (эфиры целлюлозы, модифицир. крахмалы, лигносульфоновые и гуминовые к-ты) или животного (напр., хитозан из отходов переработки крабов, креветок, криля) сырья. К этой группе относятся также биофло-кулянты, изготовляемые методами биотехнологии в виде биомассы клеток микроорганизмов или продуктов их метаболизма; хим. основа таких Ф.- гликопротеины, гетерополи-сахариды и др.

Используют Ф. для очистки воды бытового и пром. назначения, обезвреживания сточных вод и жидких производств, отходов, при добыче и флотационном обогащении полезных ископаемых, концентрировании латексов (путем сливкоотде-ления), выделении микроорганизмов из культуральной жидкости, микробиол. произ-ве кормовых белков, инсектицидов, лек. препаратов, пищ. добавок и др. В зависимости от кол-ва и дисперсности флокулируемой фазы, целей и условий флокуляции, типа применяемого реагента рабочие концентрации Ф. изменяются в широких пределах. Напр., при подготовке воды для пром. и бытовых нужд Ф. используют в концентрациях 0,1-50 мг/дм3, а при очистке бурового раствора от шлама -0,1-1,5 г/дм3. Во мн. случаях для повышения эффективности действия Ф. их применяют в сочетании с неорг. коагулянтами.


===
Исп. литература для статьи «ФЛОКУЛЯНТЫ»:
Нетреба BIL, Флокуляция минеральных суспензий, M., 1983; В е й ц е r Ю.И., Минц Д.М., Высокомолекулярные флокулянгы в процессах очистки природных и сточных вод, 2 изд., M., 1984; Запольскнй А.К., Баран А.А., Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды, Л., 1987; Баран А.А., Тесленко A.Я., Флокулянты в биотехнологии, Л., 1990.

Л.А. Шиц.

Страница «ФЛОКУЛЯНТЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков