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. . 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/дм 3, а при очистке бурового раствора от шлама -0,1-1,5 г/дм 3. Во мн. Случаях для повышения эффективности действия Ф. Их применяют в сочетании с неорг. Коагулянтами. Лит. 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.