پلیمرهایی که از واحدهای تکرار شونده و یک گروه الکترولیت تشکیل شدند، پلی الکترولیت نام دارند. این ترکیبات پلیمرهایی هستند که گروه های قابل یونیزاسیون زیادی دارند، در واقع ترکیبی از رفتار پلیمری و الکترولیتی خواص متعدد و مفیدی به آنها می دهد. این ترکیبات می توانند انوع مختلفی داشته باشند، نوع همگن آن تنها یک نوع گروه باردار دارند و گروه هایی که هر دو بار را دارند، پلی آمفولیت یا آمفوتریک نامیده می شوند. خواص ویژه این مواد در مقایسه با پلیمرهای بدون بار، حلالیت عالی در آب، تمایل به اتصال به مقادیر زیادی آب، توانایی تعامل قوی با سطوح دارای بار مخالف است.
پلی الکترولیت ها درشت مولکول هایی هستند که در محلول های آبی تجزیه می شوند و پلیمرها را باردار می کنند، به همین دلیل خواصی مشابه نمک ها (الکترولیت) و پلیمرها را دارند و گاهی اوقات آنها را پلی نمک می نامند. برای مثال مانند نمک ها، محلول آنها رسانای الکتریکی و مانند پلیمرها محلول آنها اغلب چسبناک است. این ترکیبات می توانند منشا بیولوژیکی (طبیعی) مانند اسید های نوکلئیک یا منشا مصنوعی داشته باشند. این مواد به دلیل خواص عالی و پایداری بالا در طیف گسترده ای از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.
پلی اکریل آمید یکی از انواع معروف پلی الکترولیت هاست که در فرآیندهای تصفیه آب، حفاری نفت و گاز، معدن و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.
این ترکیبات را به راحتی می توان به سه گروه آنیونی، کاتیونی و آمفوتریک تقسیم کرد.
(پلی الکترولیت آنیونی و کاتیونی)
این طبقه بندی بر اساس بار پلیمرها صورت می گیرد، که در ادامه آنها را معرفی و بررسی خواهیم کرد.
این ترکیبات پلیمرهای محلول در آبی هستند که دارای گروه های یونی مثبت هستند و با پلیمزراسیون رادیکال آزاد آکریل آمید و مشتقات آنها به روش کوپلیمرزاسیون سنتز می شوند. این ترکیبات در زمینه های مختلفی مانند کاغذسازی، تصفیه آب و فاضلاب، صنایع نفت و حفاری، جداسازی مواد معدنی، صنایع رنگ و مواد غذایی، آرایشی بهداشتی و داروسازی کاربرد دارند.
همچنین در عملیات میدان نفتی برای کنترل ویسکوزیته برای افزایش بازیافت روغن، افزودنی های سیال حفاری و اصلاح خواص جریان و پایداری محلول ها استفاده می شوند. این ترکیبات ممکن است با اجزای مختلف در سیتسم مانند ذرات معدنی به روش های مختلفی بر همکنش داشته باشند که می تواند باعث پایداری یا ناپایداری پراکندگی شود.
پلیمرهایی که دارای بخش های بار منفی هستند و پلیمرهای مبنتی بر آکریل آمید رایج ترین شکل این نوع است. این پلیمرها دارای خاصیت آنیونی می توانند لخته بسازند که این لخته ها به مرور زمان انباشته می شود و به صورت لجن ته نشین می شود در نتیجه باعث شفافیت آب می شود. این ترکیبات به دلیل ماهیت منحصر به فرد در هر محدوده ph کار می کند. این مواد حاوی گروه های اسید کربوکسیلیک ضعیف اسیدی هستند که چگالی بار در آنها به ph بستگی دارد. این ترکیبات به دو دسته ی طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند. نوع مصنوعی این ترکیبات پلیمرهایی هستند که از مواد خام پتروشیمی به دست می آیند دارای بار منفی بوده و محلول در آب هستند. این ترکیبات به عنوان یک لخته ساز بر پایه ارگانیک برای افزایش شفاف سازی و فیلتراسیون کاربرد دارند.
این ترکیبات در یک زنجیره پلیمری هر دو بار مثبت و منفی را دارند و در بازیافت نفت، تهویه و جذب یونهای فلزی و رنگها کاربرد دارند.
این ترکیبات کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف دارند. برای مثال از آنها به منظور ایجاد بی ثباتی در سوسپانسیون کلوئیدی و برای شروع لخته سازی، انتقال بار سطحی به ذرات خنثی استفاده می کنند. به همین دلیل معمولا از آنها به عنوان غلیظ کننده، امولسیفایر، حالت دهنده، شفاف کننده و حتی کاهش دهنده کشش استفاده می کنند. این ترکیبات در تصفیه آب، بازیافت روغن، بسیاری از غذاها، مخلوط های بتن، صابون ها، شامپوها، لوازم آرایشی و سیمان حضور دارند. به دلیل حلالیت آنها در آب، از این ترکیبات برای کاربردهای بیوشیمیایی و پزشکی مانند پوشش های ایمپلنت و داروها استفاده می کنند.
این مواد در زمینه های مانند تصفیه آب به عنوان عامل لخته سازی، در دوغاب های سرامیکی به عنوان عامل پخش کننده و در مخلوط های بتنی به عنوان روان کننده کاربرد بسیاری دارند. برخی از این ترکیبات را به محصولات غذایی به عنوان پوشش یا عامل آزاد کننده اضافه می کنند.
بازار جهانی این ترکیبات را بر اساس عوامل مختلف تقسیم بندی می کنند. پیش بینی می شود بازار جهانی این ماده از 1.02 میلیارد دلار در سال 2022 به 1.48 میلیارد دلار در سال 2030 برسد و در طی این دوره 4.5% رشد داشته باشد. رشد این بازار را می توان به افزایش تقاضا برای تصفیه آب و کاربردهای صنعتی کاغذ دانست. همچنین افزایش تقاضا برای محصولات پایدار و زیست تخریب پذیر می تواند باعث رشد جهانی آن شود.
کاربردهای عمده این ماده شامل صنایع آب، شیمیایی، آرایشی و بهداشتی، کاغذ، رنگ و پوشش است. که در سال 2015 بخش آب بیش از 60% از درآمد کل بازار را به خود اختصاص داده بود. با افزایش تقاضا برای خرید پلی الکترولیت در بخش های مختلف می توانیم شاهد رشد قابل توجه بازار آن باشیم. همچنین انتظار می رود بخش آرایشی و بهداشتی در سال های آینده تاثیر به سزایی در رشد بازار این ماده داشته باشد و صنعت کاغذ و خمیر دومین بخش کاربردی بازار این ماده خواهد بود.
بر اساس منطقه جغرافیایی، بیشترین سهم بازار که 34.7% بود در سال 2017 به آمریکای شمالی اختصاص یافت که مصرف کننده اصلی پلی الکترولیت در صنایع مختلف بود. اروپا نیز به دلیل کاربرد گسترده در محصولات مراقبت شخصی سهم نزدیکی به آمریکای شمالی داشت. البته پیش بینی می شود آسیا به دلیل افزایش هزینه ها برای کالاهای لوکس و افزایش پذیرش فناورهای سبز، در طی دوره پیش بینی شده بیشترین سهم بازار را از آن خود کند.
در ایران نیز شرکت های بسیاری اقدام به فروش پلی الکترولیت می کنند، یکی از این شرکت ها مبتکران شیمی است که لینک آن در ادامه قرار داده خواهد شد.
خرید پلی الکترولیت مبتکران شیمی
پلی الکترولیت ها پلیمرهایی هستند که یک گروه الکترولیت نیز دارند و خواص آنها ترکیبی از خواص پلیمرها و نمک ها (الکترولیت) هاست. به همین دلیل این ترکیبات در طیف گسترده ای از صنایع مانند تصفیه آب، مواد شیمیایی و نفت مورد استفاده قرار می گیرند.