유기고분자응집제

유기고분자응집제

 

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[1] 유기고분자응집제의 역사

 

전분이나 아교와 같은 천연수용성 고분자물질이

응집효과를 나타내는 것은 오래전부터 알려져 있었으나

효과가 적어 실용화되지 못하였다.

1956년경 알긴산나트륨이 최초로 수도용 응집제로 실용화되었고,

합성고분자응집제는 1954년 미국에서 아크릴계 수용성 고분자가

광물질 미립자의 응집에 탁월한 효과가 있다는 것으로 보고되어

폴리아크릴산나트륨에 대한 특허가 공고되면서

본격적으로 유기고분자응집제가 사용되게 되었다.

 

 

 

[2] 유기고분자응집제의 분류

 

1. 제조상의 분류

 

▶ 천연고분자

> 식물성: 전분, 알긴산나트륨 등

> 동물성: 아교 등

 

▶ 합성고분자

> 축합형: 아민훌마린, 아민에피크로히드린, 폴리에틸렌이민

> 중합형: 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산나트륨 등

 

 

 

2. 이온성에 따른 분류

 

▶ 양이온성 (cation)

> 약양이온성: 양이온전하당량치가 1.5 meq/g 이하인 응집제

> 중양이온성: 양이온전하당량치가 1.5~3.5 meq/g인 응집제

> 강양이온성: 양이온전하당량치가 3.5 meq/g 이상인 응집제

 

▶ 음이온성 (anionic)

> 약음이온성: 아크릴아미드와 아크릴산나트륨 공중합물, 폴리아크릴아미드의 만니히 변성물 등

> 음이온성: 폴리아크릴산나트륨 등

 

▶ 비이온성 (nonionic)

> 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌옥사이드 등

 

 

 

[3] 유기고분자응집제의 작용원리

 

1. 응결작용

 

▶ 입자 표면전하(Zeta 전하)의 감소

> 입자의 표면전하는 입자상호간의 반발로 접착을 방해하므로

고분자응집제의 아민기 등 이온기에 의해 표면전하의 중화로

제타전위를 저하시켜 전기이중층을 압축함으로써 응결을 일으키게 한다.

 

▶ 입자 수화층의 파괴

> 미세입자는 친수기에 의한 입자표면에 수화층을 생성하여

결합 저해인자로 작용하는 경우가 있다.

고분자응집제의 첨가로 이들 수화층을 파괴하여

Zeta Potential을 저하시켜 응결을 일으키게 한다.

 

▶ 이온성 콜로이드의 상호정전결합

> 후민산과 같은 다가이온분자 콜로이드에 반대 전하의 고분자응집제를 첨가하여

정전기적 이온결합에 의한 친수기의 봉쇄로 결합을 촉진시켜 제거한다.

 

 

 

2. 응집작용

 

▶ 가교흡착작용에 의한 응집

> 고분자 응집제가 용해되어 생긴 실타래와 같은

고분자속(高分子束)의 접착력에 의해 입자를 접착(가교작용)시킨다.

 

 

 

3. 고분자응집제에 요구되는 특성

 

▶ 분산현탁입자에 대한 결합능력

> 고분자중의 극성기가 관여하여 그것이 수중에서 자유로운 상태로 존재하고

결합의 활성점으로 유효하게 작용하는 것이 필요하다.

 

▶ 가능한 고중합도의 선상고분자

> 가교흡착을 위하여 충분한 길이를 필요로 하고

고분자중에 결합된 유효 활성점이 많아야 하고

큰 floc을 형성하기 위하여 분자량이 커야 한다.

 

▶ 분자중에 강한 해리기 존재

> 콜로이드 입자의 응결을 위하여 분자중에 강한 해리기가 필요하다.

 

 

 

 

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