POLYELECTROLYTE ANIONIQUE

Polyélectrolyte anionique = Polyacrylamide anionique = Polymère à base d'acrylamide

QU'EST-CE QUE LE POLYELECTROLYTE ANIONIQUE ?
Les polymères hydrosolubles se retrouvent dans une très large gamme d'applications industrielles.
Une classe importante de ceux-ci est constituée de polymères à base d'acrylamide qui portent des charges négatives le long de la chaîne polymère et sont appelés polyélectrolytes anioniques.


Les polyélectrolytes anioniques sont largement utilisés comme floculants, agents de contrôle de la rhéologie et adhésifs.

Les polyélectrolytes anioniques sont utilisés en particulier dans les opérations des champs pétrolifères en tant qu'agents de contrôle de la viscosité pour une récupération améliorée du pétrole et, dans une moindre mesure, dans les fluides techniques utilisés pour la lubrification, pour la récupération des effluents et pour ouvrir les canaux de passage du pétrole dans les roches pétrolifères.
Les procédés de fabrication de papier, d'exploitation minière et de traitement de l'eau bénéficient également de l'utilisation de polymères à base d'acrylamide pour floculer les solides en dispersions aqueuses.


Domaines d'utilisation des polyélectrolytes anioniques :
Dans les usines de traitement chimique des eaux usées, le polyélectrolyte anionique est appliqué en faisant une solution avec de l'eau en fonction du type de déchets.

Le polyélectrolyte anionique est un type de polymère utilisé dans la déshydratation des boues issues des procédés de traitement biologique.
Le polyélectrolyte anionique est utilisé dans le traitement de l'eau potable et des eaux usées, l'industrie papetière, l'industrie pétrolière, l'exploitation minière, l'agriculture, le textile, l'industrie cosmétique.

Le poly électrolyte anionique est spécialement conçu pour l'improvisation des processus de filtration et de purification dans le traitement du sucre.
Ce coagulant copolymère à base organique est efficace dans les systèmes complexes qui coagulent les solides et forment immédiatement des flocs.
Ce produit est traité plus soigneusement pour le rendre compatible avec n'importe quelle gamme de pH.

La poudre de polyélectrolyte anionique est un polyélectrolyte en poudre à charge anionique moyenne à utiliser comme épaississant dans le processus de filtration directe pour précipiter les solides inorganiques en suspension, les eaux usées.

Floculants anioniques
Les polyacrylamides anioniques sont utilisés, entre autres, pour la clarification de l'eau et le recyclage de l'eau de procédé.
Les polyacrylamides anioniques sont plus faciles à polymériser jusqu'à des poids moléculaires très élevés.

ATAMAN KIMYA vend des floculants en poudre anioniques/polyacrylamides (ADPolyacrylamide) avec une densité de charge anionique allant de 0 à 100 %.
ATAMAN propose également des floculants en émulsion inverse anionique (AEPolyacrylamide) dans une gamme standard et en poids moléculaire extrêmement élevé


Le polyélectrolyte anionique présente des caractéristiques d'électrolyte polymère élevées dans des milieux neutres et alcalins.
Avec une bonne floculation, il peut réduire la résistance au frottement entre le liquide et être largement utilisé dans les industries minières et le traitement de l'eau, etc.

Applications du polyélectrolyte anionique :
(1) En tant qu'agent floculant, principalement utilisé dans le processus industriel de séparation solide-liquide, y compris la décantation, pour clarifier, concentrer et déshydrater les boues.
Les applications pour tous les grands secteurs sont : le traitement des eaux usées urbaines, le papier, la transformation des aliments, la pétrochimie, la transformation métallurgique, la teinture et le sucre et toutes sortes de traitement des eaux usées industrielles.

(2) Dans l'industrie du papier, le polyélectrolyte anionique peut être utilisé comme agent de résistance à sec, agent de rétention, adjuvant de filtration.
Le polyélectrolyte anionique peut être considérablement amélioré car la qualité du papier, améliore la résistance physique du papier et réduit la perte de fibres, peut également être utilisé dans le traitement de l'eau blanche en même temps, dans le processus de désencrage peut jouer une floculation importante.

(3) Le polyélectrolyte anionique peut être utilisé dans le lavage du charbon comme clarificateur d'eaux usées dans l'industrie minière.

(4) Agent de contrôle du profil du champ pétrolifère et de colmatage de l'eau, associé au CMC et à une certaine quantité d'adhésif chimique ajouté.
Le polyélectrolyte anionique peut être utilisé comme agent de contrôle du profil des champs pétrolifères et de colmatage de l'eau.
Le polyélectrolyte anionique peut également être utilisé comme additif de boue pour le processus EOR (Enhanced Oil Recovery) afin d'améliorer la production de produits chimiques de forage de gaz de pétrole.
Dans le domaine pétrolier, le polyélectrolyte anionique est une sorte d'additif de boue.
Le polyélectrolyte anionique est utilisé pour augmenter la viscosité de l'eau et améliorer l'efficacité du processus d'injection d'eau.

Le polyacrylamide anionique (APAM) est une sorte de polyacrylamide (PAM) et montre électronégatif qui contient des groupes fonctionnels d'acide sulfonique, d'acide phosphorique ou d'acide carboxylique
. En raison de plus de charge, la chaîne moléculaire du polymère peut être plus étirée dans l'eau, ce qui augmentera la capacité d'adsorption et de pont pour l'élimination des particules en suspension
. L'interaction principale entre l'APAM et les particules en suspension est l'électricité statique, la liaison hydrogène ou la liaison covalente
. Le polyacrylamide anionique avec un poids moléculaire élevé et une bonne propriété de solubilité peut être un type important de floculants. Et il a été largement utilisé dans le traitement de l'eau en raison de ses bonnes performances de floculation
. Généralement, le poids moléculaire du polymère polysaccharidique est déterminé par la viscosité intrinsèque
. En conséquence, comment améliorer la viscosité intrinsèque et la propriété de solubilité de l'APAM est le point le plus critique de la polymérisation.
Sur la base d'une étude documentaire complète sur la technologie de préparation et les progrès de l'application de l'APAM, il peut être constaté qu'une analyse et un examen détaillés des progrès de la recherche universitaire pourraient être précieux avec le développement rapide de la technologie de synthèse.
Le processus de posthydrolyse d'homopolymérisation, le processus de cohydrolyse d'homopolymérisation, l'approche de copolymérisation, la polymérisation en émulsion inverse, la polymérisation par précipitation et la polymérisation par rayonnement sont les six principaux types de technologies de synthèse de l'APAM.

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COMMENT EST PRODUIT LE POLYELECTROLYTE ANIONIQUE ?

Le POLYELECTROLYTE ANIONIQUE est fabriqué par la polymérisation radicalaire de l'acrylamide et de ses dérivés via des techniques de masse, de solution, de précipitation, de suspension, d'émulsion et de copolymérisation.
Parmi celles-ci, la polymérisation en solution est une technique préférée en raison de la difficulté de contrôle de la température et de l'agitation dans la polymérisation en masse et du coût des tensioactifs et des solvants pour la polymérisation en suspension, en émulsion et par précipitation.
Les polymères anioniques peuvent interagir avec les particules dans les dispersions aqueuses de plusieurs manières qui entraînent la stabilité ou l'instabilité des dispersions.
Les particules en phases solide-liquide peuvent être déstabilisées par trois mécanismes principaux qui favorisent la floculation et provoquent la déstabilisation.
Ces mécanismes sont le pontage polymère, la neutralisation de charge et l'adsorption polymère.
Les particules en phases solide-liquide peuvent être stabilisées par les polymères anioniques par des forces de répulsion à la fois électrostatiques et stériques.


Application
Traitement des eaux de service
Clarification et filtration des eaux de rivière et des eaux industrielles.
Condensation et déshydratation des boues issues du traitement des eaux industrielles.

Traitement de processus
Chimique
1.Sédimentation et condensation de l'hydroxyde de magnésium dans le processus de fabrication du clinker de magnésium (Mgo).
2. Clarification de la solution d'acide phosphorique.

Exploitation minière
1. Sédimentation des boues de cuivre, zinc, minerais sulfurés.
2. Filtration des boues et de la poudre de charbon.

Huile
1. Récupération améliorée du pétrole.

Crémeux
1. Condensation, sédimentation du lisier dans la fabrication de ciment de type humide.

Traitement des eaux usées
Pâte et papier
1. Récupération et clarification des eaux blanches, de l'acier et du métal
2. Traitement des eaux usées contenant de la poussière de haut fourneau.
3. Traitement des eaux usées provenant du placage métallique.
4. Traitement des eaux usées provenant du nettoyage acide des métaux.

Chimique
1. Traitement des eaux usées provenant de la fabrication d'oxyde rouge.

Textile
1. Traitement des eaux usées provenant du lavage de la laine.
2. Traitement des eaux usées de la teinture.

Exploitation minière
1. Traitement des eaux usées provenant du processus d'extraction.
2. Traitement du lavage du charbon.

Les polyacrylamides (polyacrylamides) utilisés pour les applications de contrôle de l'érosion et des sédiments sur les chantiers de construction (ESC) sont un groupe de molécules hydrosolubles de poids moléculaire élevé formées par polymérisation du monomère acrylamide.
Le polyacrylamide anionique est produit lorsque l'acrylamide est polymérisé avec un comonomère anionique.
Les polyacrylamides solubles dans l'eau sont utilisés depuis des décennies pour faciliter les séparations solides-liquides dans le traitement des eaux usées et de l'eau potable, l'industrie des pâtes et papiers, l'aquaculture et de nombreux autres procédés industriels.
Bien que la clarification de l'eau à base de polymères soit une technique bien établie dans les applications industrielles, le traitement des eaux de ruissellement de construction est une utilisation plus récente et moins établie de cette technologie.
Aujourd'hui, plusieurs produits anioniques à base de polyacrylamide sont commercialisés pour être utilisés dans la gestion des sédiments des chantiers de construction.
Ces produits peuvent être appliqués pour le contrôle de l'érosion, la clarification des eaux de ruissellement chargées de sédiments et le déblayage des sédiments humides pendant le nettoyage des étangs.
Ils sont conçus pour être utilisés conjointement avec d'autres meilleures pratiques de gestion, dans le cadre d'une approche à barrières multiples, afin de minimiser la perte de sol et d'améliorer la décantation des sédiments en suspension.


QU'EST-CE QUE LE POLYELECTROLYTE ?
Les polyélectrolytes sont des polymères dont les motifs récurrents portent un groupe électrolyte.
Les polycations et les polyanions sont des polyélectrolytes.
Ces groupes se dissocient dans des solutions aqueuses (eau), rendant les polymères chargés.
Les propriétés des polyélectrolytes sont donc similaires à celles des électrolytes (sels) et des polymères (composés de poids moléculaire élevé) et sont parfois appelés polysels.
Comme les sels, leurs solutions sont électriquement conductrices. Comme les polymères, leurs solutions sont souvent visqueuses.
Les chaînes moléculaires chargées, couramment présentes dans les systèmes de matière molle, jouent un rôle fondamental dans la détermination de la structure, de la stabilité et des interactions de divers assemblages moléculaires.
Les approches théoriques pour décrire leurs propriétés statistiques diffèrent profondément de celles de leurs homologues électriquement neutres, tandis que les domaines technologiques et industriels exploitent leurs propriétés uniques.
De nombreuses molécules biologiques sont des polyélectrolytes


TYPES ET USAGES DE POLYELECTROLYTE :
Les polyélectrolytes qui sont appliqués pratiquement comme floculants sont principalement des polyacrylamides solubles dans l'eau.
Les polyélectrolytes sont classés en cationiques, anioniques et non ioniques selon la nature des groupes fonctionnels le long de la chaîne polymère.
Les principaux parmi ceux-ci sont les copolymères polyacrylamide d'acrylamide et d'acrylate, ou des monomères contenant des groupes ammonium

Les polyélectrolytes ont de nombreuses applications, principalement liées à la modification des propriétés d'écoulement et de stabilité des solutions aqueuses et des gels.
Par exemple, ils peuvent être utilisés pour déstabiliser une suspension colloïdale et amorcer la floculation (précipitation).
Ils peuvent également être utilisés pour conférer une charge de surface à des particules neutres, leur permettant d'être dispersées en solution aqueuse.
Ils sont ainsi souvent utilisés comme épaississants, émulsifiants, conditionneurs, agents clarifiants, voire réducteurs de traînée.
Ils sont utilisés dans le traitement de l'eau et pour la récupération du pétrole. De nombreux savons, shampoings et cosmétiques contiennent des polyélectrolytes.
De plus, ils sont ajoutés à de nombreux aliments et à des mélanges de béton (superplastifiant).
Certains des polyélectrolytes qui apparaissent sur les étiquettes des aliments sont la pectine, le carraghénane, les alginates et la carboxyméthylcellulose.
Tous sauf le dernier sont d'origine naturelle. Enfin, ils sont utilisés dans une variété de matériaux, dont le ciment.

Parce que certains d'entre eux sont solubles dans l'eau, ils sont également étudiés pour des applications biochimiques et médicales.
Il existe actuellement de nombreuses recherches sur l'utilisation de polyélectrolytes biocompatibles pour les revêtements d'implants, pour la libération contrôlée de médicaments et d'autres applications.
Ainsi, récemment, le matériau macroporeux biocompatible et biodégradable composé d'un complexe polyélectrolytique a été décrit, où le matériau présentait une excellente prolifération de cellules de mammifères et d'actionneurs mous comme les muscles.

Les POLYELECTROLYTES sont des polymères hydrosolubles portant une charge ionique le long de la chaîne polymère.
Selon la charge, ces polymères sont anioniques ou cationiques.
Les polyélectrolytes sont disponibles dans une large gamme de poids moléculaires et de densités de charge.
Les homopolymères d'acrylamide font également partie de la famille des polyélectrolytes bien qu'ils ne portent aucune charge.
Ceux-ci sont appelés non ioniques.
Les polyélectrolytes ont un large éventail d'applications allant de la purification de l'eau, la récupération du pétrole, l'élimination de la couleur, la fabrication du papier, le traitement des minéraux, etc., etc. Les polyélectrolytes sont à la fois des floculants et des défloculants en fonction du poids moléculaire.
Un floculant est essentiellement un agent de séparation solide liquide tandis qu'un défloculant est un agent dispersant.


COMMENT FONCTIONNENT LES FLOCULANTS ?
La loi de Stokes prédit que les particules sphériques en suspension dans un milieu fluide se déposent à une vitesse proportionnelle à la puissance quatrième du rayon de la particule. Ainsi, les grosses particules se déposeront beaucoup plus rapidement que les plus petites. La plupart des particules en suspension dans une solution aqueuse ont une charge de surface nette négative.
Cela résulte de facteurs tels que :
a) Répartition inégale des ions constitutifs à la surface des particules
b) Ionisation des groupes de surface Effet pH
c) Adsorption spécifique à la surface des particules d'ions de solution
d) Substitution isomorphe d'atomes de silicone par des atomes d'aluminium dans un réseau minéral d'aluminosilicate (argiles inorganiques).
Les facteurs ci-dessus provoquent une double couche électrique autour de chaque particule et la particule colloïdale en solution aqueuse ne se déposera pas très rapidement. Les interactions interparticulaires provoqueront une répulsion et malgré le mouvement brownien essayant de les rapprocher, la suspension devient stable, c'est-à-dire que les particules ne s'agrègent pas à moins qu'elles ne soient forcées. Le premier phénomène ayant lieu dans le processus de floculation est la neutralisation de la charge nette portée par chaque particule. Une fois la neutralisation de charge effectuée, plusieurs particules se rassemblent, ce qui entraînera la coagulation. La floculation est l'étape par laquelle les particules déstabilisées sont amenées à se rassembler en agrégats plus gros. L'agrégation est suivie d'une décantation rapide selon la loi de Stokes. Les différentes étapes du processus global sont illustrées à la Fig.1.

Il existe deux mécanismes possibles pour les phénomènes de coagulation et de floculation induits par les polyélectrolytes. Il s'agit du modèle de patch de charge et du modèle de pontage, comme le montrent les figures 2 et 3. Les floculants polyélectrolytiques peuvent être généralement divisés en deux groupes, en fonction de leur caractère moléculaire et de leur mode de fonctionnement :

1) Coagulants primaires (p. ex., types de polyamine)
Avoir une densité de charge cationique élevée; satisfaire la « demande cationique » des particules en suspension chargées négativement et initier la coagulation et la formation de flocs.
Avoir un poids moléculaire faible à moyen qui permet une formation lente des flocs (à condition qu'il y ait un temps de contact suffisamment long entre le floc en formation et la matière en suspension) ce qui permet une élimination maximale des matières en suspension (réduction maximale de la turbidité).

2) Auxiliaires de coagulation/floculants (p. ex., polyacrylamides)
Avoir une faible densité de charge ; sont utilisés uniquement pour construire la taille des flocs en pontant les flocs primaires ne satisfont pas la «demande de charge».
Avoir un poids moléculaire très élevé ; ceci est nécessaire pour produire de grands flocs à décantation rapide en pontant de nombreux petits flocs primaires.
Les facteurs affectant le choix du ou des polyélectrolyte(s) approprié(s) pour un procédé donné sont :
a) La nature des particules en suspension (substrat)
* Contenu organique/inorganique
* Densité de charge surfacique nette
* Teneur en solides du substrat
* pH du substrat
* Température du système (mouvement brownien).

b) Le résultat final à atteindre
* Séparation rapide de la matière solide du fluide
* Clarté du fluide séparé.

c) Effets dynamiques et de cisaillement
* Mélange/conditionnement du polymère et du substrat
* Nature des efforts de cisaillement associés aux équipements d'assèchement utilisés.

TYPES DE POLYÉLECTROLYTES
Les polyélectrolytes sont à la fois inorganiques et organiques et présentent à la fois des propriétés de floculation et de défloculation.
Les polyélectrolytes inorganiques présentant correctement une sédimentation sont des coagulants plutôt que des floculants, tandis que les polyélectrolytes organiques, présentant une propriété de sédimentation, sont invariablement des polymères synthétiques de poids moléculaire élevé.
Les floculants inorganiques sont des sels de métaux polyvalents comme l'aluminium et le fer.
Le processus de sédimentation que présentent ces sels est totalement différent des types organiques.
Comme discuté précédemment en fonction de la charge portée par le polymère, les polyélectrolytes sont classés en anionique (chargé négativement), cationique (chargé positivement) et non ionique (pas de charge).
L'unité acide acrylique d'un polymère ionisée pour produire un squelette polymère chargé négativement.
La charge portée par la partie active du polymère étant négative, tous ces polyélectrolytes sont appelés anioniques.
De même dans le cas des cationiques, la charge positive portant l'azote fait partie du polymère.
Dans le cas des non-ioniques, il n'y a pas de charge sur le polymère de base car il n'y a pas de groupes ionisables présents dans ceux-ci.
Les polyélectrolytes anioniques courants sont les homopolymères et les copolymères de NaSalt d'acide acrylique avec l'acrylamide qui sont généralement appelés polyacrylamides, par exemple :
En dehors de ce qui précède, il existe plusieurs autres types de polyélectrolytes anioniques disponibles dans le commerce.
Les plus importants sont les acides polystyrène sulfoniques et les acides 2acrylamido2méthyl propane sulfoniques.
Il existe une autre série d'anioniques qui sont dérivés des polyacrylamides par hydrolyse restreinte pour produire des polyélectrolytes anioniques.
Ceux-ci ressemblent à des copolymères d'acrylamide et d'acide acrylique.
Les polyélectrolytes cationiques sont des homopolymères ou des copolymères avec l'acrylamide de trois monomères cationiques majeurs, à savoir. :
Une large gamme de polyélectrolytes cationiques est donc disponible en fonction du monomère cationique présent, de la densité de charge et du poids moléculaire.
Un autre monomère cationique moins couramment disponible est le chlorure de méthacrylamido propyl triméthyl ammonium :
Les polyamines quaternaires qui sont fabriquées à partir d'épichlorhydrine et d'une amine secondaire telle que la diméthylamine sont d'autres types de cationiques de bas poids moléculaire couramment trouvés avec des applications très intéressantes.
Le poly(chlorure de diméthyl diallyl ammoniam) et les copolymères avec l'acrylamide sont encore un autre type de cationique.
Les polyéthylène imines, qui sont cationiques dans des conditions acides, sont disponibles sous forme de solutions aqueuses à 200% p/p.
Ceux-ci sont généralement très ramifiés et sont de faible poids moléculaire par nature.
De même, dans la gamme cationique, les types de Mannich sont produits en faisant réagir des polyacrylamides avec du formaldéhyde et une amine secondaire telle que la diméthylamine, puis en les quaternisant pour produire des polyélectrolytes cationiques stables.
Les polyélectrolytes non ioniques sont en gros des homopolymères d'acrylamide avec une large gamme de poids moléculaires.
Bien que d'innombrables polyélectrolytes soient théoriquement possibles en fonction de la densité de charge et du poids moléculaire, quelques-uns d'entre eux ont trouvé une application commerciale.
Cela limite l'utilisation de polyacrylamides d'un modèle spécifique pour une application spécifique quelle que soit la source d'approvisionnement.

Méthodes de fabrication
Le procédé classique de fabrication des polyélectrolytes est la polymérisation en solution à l'aide d'un catalyseur redox.
Cependant, la viscosité de la solution de polymère produite limite ainsi la synthèse de polymères de haut poids moléculaire.
Il existe plusieurs polymères disponibles sous forme de solutions jusqu'à 50 % de concentration.
Lorsque le rapport de l'acide acrylique à l'acrylamide augmente dans un polyélectrolyte anionique, la viscosité accumulée est considérable, ce qui limite l'utilisation pratique de ce procédé à l'échelle industrielle.
Les polyélectrolytes sont également fabriqués par polymérisation en émulsion d'acrylamide et d'un co-monomère comme l'acide acrylique ou un monomère cationique.
Dans ce procédé de polymérisation, une émulsion eau dans huile stable du monomère est préparée et polymérisée dans des conditions qui sont beaucoup plus isothermes en utilisant la phase huileuse pour dissiper la chaleur de polymérisation.
Les polymères en émulsion ont une teneur en polymère actif allant généralement de 25 à 50 %.
Certains tensioactifs supplémentaires sont ajoutés pour permettre à l'émulsion eau dans huile de se briser et de se transformer en émulsion huile dans eau à la concentration de l'utilisateur final.

Des polyélectrolytes de large gamme peuvent être fabriqués en utilisant cette technique de polymérisation en émulsion, cependant, les inconvénients majeurs associés pourraient être :
i) Durée de conservation des émulsions car les émulsions ont tendance à se séparer en particulier à des températures ambiantes élevées, et
ii) Lorsqu'il est utilisé dans des applications qui nécessitent des polyélectrolytes de qualité potable, car l'huile utilisée pour fabriquer l'émulsion ne peut pas être éliminée avant utilisation.
L'acrylamide a une vitesse de propagation très rapide et une chaleur de polymérisation exothermique élevée.
Ces facteurs se combinent pour donner une accélération de la polymérisation à une concentration élevée en solution aqueuse avec formation ultérieure d'un gel caoutchouteux.
Le gel est ensuite granulé puis séché thermiquement pour produire des polyélectrolytes granulaires secs.

Les traits saillants du processus sont :
i) Une alimentation en monomères, constituée de divers types de monomères, d'initiateurs, de terminateurs de chaîne, est d'abord fabriquée dans une bouilloire.
ii) La charge ci-dessus est photopolymérisée dans un réacteur spécialement conçu pour donner une feuille de gel.
iii) La feuille de gel est en outre traitée pour former des granules uniformes.
iv) Déshydratation et mélange de poudres sèches pour donner un produit fini et des granulés secs fluides.
Les principaux avantages de ces procédés sont :
i) Très facile à manipuler le :
* Poids moléculaire, de faible à très élevé, en changeant simplement la composition de l'aliment
* La composition du produit en incorporant différents monomères.
ii) Contrôle précis de la densité de charge car la composition de l'alimentation en monomères est contrôlée aux stades initiaux uniquement.
iii) Le contrôle précis de la distribution du poids moléculaire a le processus en continu sont :
a) Aucun solvant inflammable et toxique utilisé
b) Pas de production de déchets ou de dégagement de gaz nocifs
c) Pas de production d'effluents dangereux.
L'ensemble du processus est très propre et mis à part les avantages ci-dessus, nous pouvons obtenir un produit avec une très faible teneur en monomères résiduels, et donc peut également être utilisé pour des applications potables.
Les produits finis obtenus se présentent sous la forme de granulés non poussiéreux à écoulement libre, qui possèdent une très longue durée de conservation et sont faciles à stocker et à manipuler.
La photopolymérisation a de loin acquis une place prépondérante dans le procédé industriel de fabrication de polyélectrolytes de type polyacrylamide.
Le polymère produit a la même composition que la charge.
Un contrôle précis de la composition, du poids moléculaire et de la consistance du produit lot après lot sont les caractéristiques principales du processus.
Les polymères produits par photopolymérisation sont de loin le meilleur type de polymères disponibles en termes de poids moléculaire élevé, bien que des polymères de poids moléculaire moyen élevé puissent être fabriqués par une technique de polymérisation en émulsion, bien qu'il existe plusieurs inconvénients associés à cette voie.
Le premier de ces inconvénients est la stabilité du produit.

APPLICATION DE FLOCULANTS
Les principales applications des floculants sont leur efficacité inhérente de séparation solide-liquide.
Cela fait des polyélectrolytes une classe unique de polymères qui trouvent de nombreuses applications dans l'eau potable, les eaux industrielles brutes et de traitement, le traitement des eaux usées municipales, le traitement des minéraux et la métallurgie, le forage et la récupération de pétrole, la production de papier et de carton, etc.
Dans toutes ces applications, la propriété de séparation solide-liquide est exploitée commercialement.

Les floculants se comportent également comme des auxiliaires de filtration en modifiant les caractéristiques de filtration des matières en suspension.
La plupart des boues difficiles à filtrer sont modifiées par l'utilisation de floculants polymères à un dosage relativement faible de sorte que les vitesses de filtration deviennent beaucoup plus rapides.
La capacité des floculants à déshydrater les boues, particulièrement rencontrée dans le traitement des eaux usées municipales, l'industrie de traitement des minéraux et l'industrie métallurgique, est combattue par l'utilisation de floculants de poids moléculaire élevé.
L'élimination de la couleur est un autre domaine d'application du floculant.
La charge portée par le polymère est responsable de l'extraction de la matière colorante dissoute du courant d'eaux usées et, par conséquent, les floculants décolorants ont de larges applications dans le traitement des eaux usées.
L'élimination de l'huile et de la graisse, en particulier du flux d'eaux usées, est une deuxième application majeure des polymères spéciaux.
Les polymères cationiques de bas poids moléculaire sont largement utilisés pour déshuiler les effluents des champs pétrolifères, les eaux usées provenant des raffineries, des industries mécaniques, etc.
Certains des principaux domaines d'application des polyélectrolytes se trouvent dans les industries suivantes :

Traitement de l'eau potable
L'eau potable est produite en traitant les eaux naturelles pour réduire l'ordre, le goût, l'apparence et les sédiments à des niveaux acceptables.
En général, cela implique l'élimination des bactéries, virus, algues, minéraux dissous, matières organiques dissoutes et solides en suspension de l'eau.
Des floculants sont utilisés pour éliminer les deux dernières espèces.

Généralement, le polyacrylamide anionique à faible degré d'hydrolyse est utilisé pour le traitement de l'eau potable.
Les polymères utilisés sont régis par les normes de la FDA selon lesquelles la teneur résiduelle en monomère d'acrylamide est inférieure à 0,05 %.
Étant donné que la turbidité de l'eau brute est principalement due à la coagulation des particules colloïdales, la sédimentation et la filtration sont nécessaires.
Par conséquent, les floculants cationiques de faible poids moléculaire sont également populaires à cette fin.
Historiquement, des coagulants inorganiques à base d'aluminium, de fer et de calcium ont été utilisés pour le traitement de l'eau potable.
Le plus courant parmi ceux-ci est le sulfate d'aluminium (alun).
Ceux-ci fonctionnent par formation de précipité d'hydroxyde d'aluminium qui entraîne ou coprécipite les matières en suspension.
Outre le fait qu'ils doivent être utilisés en grandes quantités, les coagulants ont une plage de pH limitée dans laquelle des précipités d'hydroxyde se forment.
Cela augmente les solides dissous dans l'eau potable finale, et peut également causer des problèmes de corrosion notamment avec les sels de fer et générer des quantités excessives de boues en raison de la nature volumineuse des précipités d'hydroxyde métallique.
Les polyélectrolytes peuvent remplacer en partie ou en totalité, le coagulant inorganique pour répondre aux normes de clarté à des quantités très réduites (à des niveaux de ppm) et ainsi réduire considérablement la formation de boues.

Traitement des eaux usées
Les effluents domestiques et industriels présentent une variété de différents types d'eaux usées.
L'élimination de la couleur du flux d'eaux usées est un défi pour les scientifiques o Chimie de l'eau. La couleur, selon la source et la nature, peut être éliminée par les méthodes suivantes :
1) Destruction chimique
2) Élimination physique comme l'adsorption
3) Méthodes physico-chimiques
4) Méthodes biologiques.

De nombreuses matières colorantes présentes dans le flux d'eaux usées peuvent être réduites ou oxydées.
La méthode d'oxydation est préférée lorsque la matière colorante est d'origine organique.
L'hypochlorite de sodium, le peroxyde d'hydrogène, etc. sont couramment utilisés à cette fin et le traitement est coûteux.
Les méthodes physiques telles que l'adsorption ont une application limitée et sont généralement préférées en conjonction avec d'autres méthodes de traitement en tant qu'étape de polissage final.
Le traitement par floculant peut être qualifié de méthode physico-chimique car les deux phénomènes sont impliqués dans ce processus.


Traitement des eaux usées municipales
Les effluents municipaux sont traités de diverses manières selon leur composition, principalement pour éliminer les matières bioactives de l'eau produite.
Les problèmes environnementaux ont entraîné une pression croissante pour éliminer tous ces matériaux, y compris les solides en suspension, des effluents d'eaux usées.
Les polyélectrolytes peuvent être utilisés dans certaines ou toutes les étapes de sédimentation du traitement des eaux usées.
La principale utilisation des polyélectrolytes à ce jour est la déshydratation des boues.
Le poids moléculaire optimal du polyélectrolyte a tendance à augmenter en fonction du type d'équipement de déshydratation utilisé dans l'ordre suivant :
Lit de séchage << Filtre à vide
Presse à bande < Filtre Presse < Centrifugeuse.
Au fur et à mesure que le pourcentage de boues activées augmente par rapport aux besoins en boues primaires du polymère, la charge cationique est plus élevée.
Une augmentation de la proportion de boues activées par rapport aux boues primaires diminue la déshydratation globale.

A poids moléculaire constant, l'augmentation de la charge cationique du polymère a très peu d'effet sur la déshydratation des boues primaires mais améliore la déshydratation des boues primaires 50:50 de manière assez significative.

Fabrication de papier
La fabrication du papier est un art très complexe. En plus d'aider au traitement des effluents des papeteries, les polyélectrolytes ont de nombreuses applications dans la fabrication même du papier et du carton :
a) Amélioration de la rétention sur la machine à papier des fibres, charges, colorants et/ou produits chimiques d'encollage
b) Améliorer le drainage de la machine à papier (sur la déshydratation de la machine)
c) Améliorer la « résistance à sec » du papier fabriqué avec des fibres de déchets (recyclées)
d) Amélioration de la « résistance à l'humidité » de certaines qualités de papier comme les mouchoirs en papier et les essuie-tout.
Rétention et drainage sont souvent des paramètres en opposition. Les auxiliaires de rétention sont généralement des polyacrylamides anioniques ou cationiques.
Les résines résistantes à sec améliorent la résistance globale du papier fini par liaison hydrogène entre les particules de fibres de cellulose adjacentes.
Il s'agit généralement de polymères cationiques de faible charge et de poids moléculaire modéré.
L'utilisation de papier pour absorber l'humidité (mouchoirs ou essuie-tout) nécessite que le papier conserve sa structure dimensionnelle.

Traitement des minéraux
L'extraction et l'extraction de charbon et de minéraux inorganiques à partir de déchets impliquent l'utilisation de grandes quantités d'eau.
Des floculants (invariablement des polyacrylamides anioniques de poids moléculaire élevé) sont utilisés pour déshydrater le produit final et/ou les déchets (résidus) des suspensions aqueuses.
Des polymères anioniques très fortement chargés sont utilisés pour décanter des sous-produits contenant des ions (boues rouges) dans la production d'alumine.

Applications de champs pétrolifères
Contrairement à l'application décrite précédemment, les domaines où les polyélectrolytes sont généralement utilisés pour leur capacité de floculant, l'utilisation de floculant dans la technologie de forage et d'exploration de réserves de pétrole à partir d'ormations rocheuses utilise également les propriétés rhéologiques du polyélectrolyte en solutions.
Presque toutes les étapes du cycle de vie d'un puits de pétrole sont des domaines d'application potentiels pour les polyélectrolytes.
Ils trouvent une utilisation lors du forage de puits de pétrole (ou de gaz), de la cimentation de puits, de la stimulation de réservoir de puits, de la production de pétrole ou de gaz, de la modification du profil du réservoir et de la récupération améliorée du pétrole (inondation de polymère).

Boues de forage
Le bon fonctionnement d'une boue de forage est très crucial pour augmenter le taux de forage et l'efficacité de l'opération de forage sans endommager la capacité du puits à produire du pétrole. Les polymères sont utilisés pour modifier la viscosité de la boue en tant que viscosifiants pour augmenter la viscosité ou en tant que diluants à faible poids moléculaire pour diminuer la viscosité de la boue dans les conditions de cisaillement de forage.
Les polyacrylamides ou polyacrylates de poids moléculaire faible à moyen agissent comme des additifs de perte de fluide pour empêcher la synérèse de la boue ou de l'eau contenant des composants de la boue dans la formation du réservoir, ce qui bloquerait les pores de la formation et limiterait la sortie pendant l'étape de production.
La conversion de polyacrylamides anioniques de haut poids moléculaire est utilisée pour floculer la boue usée.
Divers polyélectrolytes peuvent être utilisés comme réducteurs de friction pendant le processus de fracturation pour stimuler le puits.
L'injection de bouchons convenablement formulés de polyacrylamide anionique suivie d'un dosage d'ions métalliques multivalents (en particulier de chrome) peut produire une réticulation polymère in situ qui aboutit à un gel solide dans les canaux poreux. Le flux de fluide est donc dévié vers des canaux plus étroits puisque le fluide ne peut pas pénétrer dans le gel.
Ce phénomène est connu sous le nom de modification de profil.
La récupération améliorée du pétrole, également connue sous le nom de récupération améliorée du pétrole, utilise des techniques pour extraire plus de pétrole.
Les polyacrylamides de haut poids moléculaire en solution diluée augmentent la viscosité de l'eau au-dessus de celle de l'huile.
L'inondation du polymère implique l'injection d'une solution de polyacrylamide dans le puits pour déplacer le pétrole qui est de viscosité plus faible.

LES POLYÉLECTROLYTES COMME ANTISCALANTS ET DISPERSANTS
Les antitartres empêchent complètement la formation de tartre ou permettent uniquement au tartre de se déposer de manière à ce qu'il soit facilement éliminé par le fluide s'écoulant le long du tuyau ou de la surface de transfert de chaleur. Les dispersants n'arrêtent pas la formation de tartre, mais sont capables de maintenir les particules de tartre en suspension dans le fluide en vrac.
Les agents antitartre et dispersants chimiquement sont des polyélectrolytes anioniques de bas poids moléculaire, étant des polymères d'acide acrylique et de ses sels, des copolymères d'acrylamide et d'acide acrylique.
Les poids moléculaires varient dans la gamme de 1000 à 100000, les antitartre se trouvant à l'extrémité inférieure de la gamme et les dispersants, par exemple, les polymères utilisés dans les formulations de détergent à lessive à l'extrémité supérieure.
Une sélection appropriée du poids moléculaire de la composition polymère et de la distribution du poids moléculaire rend ces produits excellents pour des utilisations dans :
1) Traitement de chaudière
2) Tours de refroidissement et systèmes de climatisation
3) Dessalement de l'eau (saumâtre ou eau de mer) par soit
a) Processus d'évaporation à haute température, tels que l'évaporation Flash MultiStage (MSF)
b) Processus de température ambiante, tels que l'osmose inverse (RO).
4) Production de sucre
5) Traitement des minéraux (kaolinite, carbonate de calcium)
6) Fabrication du papier (dispersants pour les minéraux ci-dessus utilisés comme charges de papier)
7) Dispersants de boue de forage pétrolier (« diluants de boue »)
8) Production de pétrole.

POLYELECTROLYTE ANIONIQUE POUR LE TRAITEMENT DE L'EAU
Floculants chimiques

Les POLYELECTROLYTES ANIONIQUES sont des produits chimiques utilisés dans la floculation.
La floculation est le processus d'agglomération des particules déstabilisées en flocs plus gros.
Dans la floculation des eaux usées et le traitement des boues, des particules colloïdales sont floquées afin de faciliter leur élimination ou de favoriser la déshydratation des boues.
Les POLYELECTROLYTES ANIONIQUES peuvent être utilisés seuls ou avec des coagulants inorganiques pour rendre les flocs plus gros et plus résistants aux forces de cisaillement.

Application pour le contrôle de l'érosion
Lorsqu'il est utilisé comme contrôle de l'érosion sur les chantiers de construction, le polyacrylamide est appliqué par pulvérisation de granulés, pulvérisé sous forme liquide par un véhicule d'arrosage de chantier ou inclus dans un mélange d'ensemencement hydraulique pour fournir une protection supplémentaire contre l'érosion lors de l'établissement des graines.
En plus de réduire l'érosion des sols, l'application de polyacrylamide anionique aux sols exposés a également été démontrée, dans certaines conditions, pour empêcher le scellement de surface tout en maintenant la capacité d'infiltration de l'eau (Shainberg et al., 1990).
Il est le mieux adapté à la stabilisation des sols contenant de fortes proportions de limon et d'argile et très peu de contenu organique.
Il convient de noter que l'utilisation de Polyacrylamide anionique comme mesure de contrôle de l'érosion n'est qu'une méthode de protection.
Les applications de polyacrylamide devraient être utilisées conjointement avec d'autres pratiques de gestion exemplaires, y compris les contrôles des sédiments, dans le cadre d'un plan ESC global plus vaste.

Certains des principaux domaines d'un chantier de construction qui peuvent bénéficier d'une stabilisation avec du polyacrylamide anionique comprennent :
• tas de terre
• zones en pente à faible trafic
• zones dépouillées laissées inactives pendant de longues périodes
• rigoles/fossés coupés
• toute autre zone décapée du site où le contrôle de la poussière est nécessaire

Les directives suivantes doivent être appliquées pour toute utilisation de POLYELECTROLYTE ANIONIQUE comme contrôle de l'érosion sur les chantiers de construction.
• Le POLYÉLECTROLYTE ANIONIQUE granulaire appliqué à la surface du sol pour le contrôle de l'érosion doit être appliqué à au moins 15 mètres de tout cours d'eau, zone humide, puits, etc. Il ne doit jamais être appliqué directement sur les éléments naturels (par exemple, les boisés, les terres humides, les cours d'eau).
• Lorsqu'il n'est pas utilisé en combinaison avec d'autres couvre-sols, le POLYÉLECTROLYTE ANIONIQUE ne doit être appliqué que pour protéger contre l'érosion dans les zones recevant des écoulements en nappe non concentrés.
• Avant l'application du Polyacrylamide, les rainures et/ou les ravins doivent être remplis et/ou la surface doit être préparée selon les spécifications du fabricant.
• L'application de POLYELECTROLYTE ANIONIQUE avec des semences (par hydroensemencement ou une méthode similaire), ou une sorte de couverture, est préférable à l'utilisation du polymère seul sur sol nu. Les racines aideront à ancrer le sol en place et le Polyacrylamide aide à stabiliser le sol tôt avant que la graine n'ait germé.
• Les méthodes d'application acceptées comprennent (i) l'épandage de Polyacrylamide granulé, à la main ou avec un épandeur de semences/engrais, (ii) l'application d'une solution de Polyacrylamide avec un véhicule d'arrosage de chantier, et (iii) l'ajout au mélange d'hydroensemencement, suivi d'hydrosemence normale application.


Les taux d'application utilisés doivent être déterminés en fonction des directives du fabricant pour s'assurer que la couverture sera adéquate pour assurer le contrôle de l'érosion sans excès qui pourrait être emporté lors d'un événement pluvieux.

La couverture doit également être aussi uniforme que possible.
• Lors de l'application de Polyacrylamide granulaire, le mouillage de surface requis pour l'étape finale doit être effectué activement par un arrosage contrôlé plutôt que passivement en attendant un événement pluvieux.

L'intensité des précipitations est imprévisible et les granules sont plus susceptibles d'être transportés (par le ruissellement ou le vent) avant qu'ils ne se soient liés aux particules du sol. Cela augmente le risque que le Polyacrylamide pénètre dans les éléments naturels en aval et réduit l'efficacité, car le polymère utilisé là où il est nécessaire.
• La réapplication de Polyacrylamide sur les zones nécessitant une stabilisation doit avoir lieu en fonction de la fréquence recommandée par le fabricant, ou plus tôt si une érosion est observée.
Un intervalle de six semaines entre les applications est généralement recommandé, mais cela peut varier selon le type de sol, la fréquence des précipitations et les caractéristiques de la pente.

Si le polyacrylamide a été appliqué avec des semences et que les semences sont bien établies, aucune nouvelle application n'est nécessaire.
• L'état de la surface stabilisée au Polyacrylamide doit être inspecté chaque semaine et avant et après tout événement pluvieux.
• Toute déficience observée lors de l'inspection d'une surface traitée au polyacrylamide anionique doit être rectifiée dans les 48 heures ou plus tôt si des récepteurs environnementaux critiques présentent un risque imminent et prévisible d'impact négatif (par exemple, libération de sédiments et/ou de polymères vers des éléments naturels).

Coagulants organiques d'ATAMAN
Nous proposons une gamme de coagulants organiques liquides (polyamines et poly-DADMAC) de la plus haute qualité industrielle.

Les polyamines remplacent ou réduisent souvent l'utilisation de coagulants inorganiques pour la réduction de la turbidité dans les flux de traitement ou d'eaux usées.
Ils sont particulièrement utiles dans les domaines du traitement des déchets biologiques et des applications de fermentation.
Le chlorure de polydiallydiméthylammonium (PolyDADMAC) est souvent utilisé dans les applications de filtration ou en conjonction avec nos produits floculants.
Ces polymères sont très efficaces dans de nombreux procédés de clarification de traitement des eaux.
Il peut également être utilisé en combinaison avec nos produits floculants et coagulants pour réduire les coûts de traitement globaux.
La résine polymère mélamine formaldéhyde et la résine polymère polydicyandiamide sont très efficaces pour éliminer les couleurs et séparer les déchets huileux dans les processus industriels.

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