معرفی پلی‌آکریل‌آمید (Polyacrylamide)

پلی‌آکریل‌آمید (PAM) یک پلیمر آبی یا سفید رنگ است که از پلیمریزاسیون مونومر آکریل‌آمید (C₃H₅NO) به دست می‌آید. این پلیمر عمدتاً در صنعت به عنوان انعقاددهنده، غلظت‌دهنده، و تثبیت‌کننده کاربرد دارد و به دلیل ساختار پلی‌کربن و گروه آمید (-CONH₂) خاصیت آب‌دوستی و تشکیل ژل پیدا می‌کند.

ساختار شیمیایی

ساختار پایه‌ی پلی‌آکریل‌آمید به شکل زیر است:

[-[CH_2-CH(CONH_2)]_n-]

در این ساختار، هر واحد تکراری شامل یک گروه آکریل‌آمید است که می‌تواند غیر یونی، آنیونی یا کاتیونی باشد، بسته به نوع تغییرات شیمیایی که روی گروه‌های جانبی انجام می‌شود.

ویژگی‌ها

• حلالیت در آب: پلی‌آکریل‌آمید به خوبی در آب حل می‌شود و در محلول‌های آبی، ویسکوزیته بالایی ایجاد می‌کند.

• توانایی جذب یون و تشکیل ژل: به دلیل گروه آمید، می‌تواند آب و یون‌ها را به خود جذب کند و ژل‌های پایدار

ایجاد کند.

• پایداری شیمیایی و حرارتی: نسبت به دما و pH محیط مقاومت نسبی دارد، اگرچه در شرایط بسیار قلیایی یا با حضور اکسیدکننده‌ها می‌تواند تجزیه شود.

• انواع پلی‌آکریل‌آمید:

• غیر یونی (Neutral)

• آنیونی (با گروه‌های کربوکسیل)

• کاتیونی (با گروه‌های آمونیوم)

کاربردها

پلی‌آکریل‌آمید در صنایع مختلف کاربردهای گسترده دارد:

صنعت آب و فاضلاب

• به عنوان انعقاددهنده و لخته‌ساز برای حذف ذرات معلق و کدورت آب.
• کاهش تخمین TSS (Total Suspended Solids) در تصفیه فاضلاب صنعتی و شهری.

صنایع نفت و گاز

• در افزایش برداشت نفت (Enhanced Oil Recovery, EOR) برای افزایش ویسکوزیته آب تزریقی.
• به عنوان مایع حفاری برای کنترل ریزش و تثبیت دیواره چاه.

صنعت کشاورزی و خاک

• به عنوان عامل نگه‌دارنده آب در خاک‌های شنی و بهبود رطوبت خاک.
• کنترل فرسایش خاک و تثبیت بستر.

صنایع کاغذ، نساجی و رنگرزی

به عنوان ضد رسوب و غلظت‌دهنده در فرایندهای تولید کاغذ و الیاف.

بیوتکنولوژی و آزمایشگاه

الکتروفورز ژل پلی‌آکریل‌آمید (PAGE) برای جداسازی پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک بر اساس وزن مولکولی.

ایمنی و مخاطرات

• مونومر آکریل‌آمید سمی و نوروتوکسیک است، بنابراین هنگام تولید و فرآوری باید احتیاط شود.

• پلی‌آکریل‌آمید پلیمریزه شده نسبتاً بی‌خطر است، ولی در محیط‌های زیستی باید از ورود مستقیم به منابع آب جلوگیری شود، زیرا تجزیه آن می‌تواند منجر به آزاد شدن مونومر شود.

نتیجه‌گیری

پلی‌آکریل‌آمید یک پلیمر بسیار کاربردی و چندمنظوره است که با قابلیت‌های انعقاد، غلظت‌دهی و تثبیت، در صنایع آب، نفت، کشاورزی، نساجی و آزمایشگاهی نقش کلیدی دارد. استفاده صحیح و کنترل ایمنی آن، اثرات زیست‌محیطی و سلامت انسان را کاهش می‌دهد.