ما در این پست از مستر پمپ انواع فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت و ترکیبات آن را مورد بررسی قرار داده ایم. همانطور که می دانید تعداد زیادی از آنتی اسکالانت های مختلف شیمیایی تکامل پیدا کرده اند و با تنوع گسترده ای تولید شده اند که هر کدام با نتایج و اثربخشی خاصی وابسته به کاربرد و پلیمر ارگانیک مورد استفاده قرار می گیرند. بیشتر انتی اسکالانت ها در محفظه پلاستیکی نگهداری می شوند و با غلظت 99 درصد به شکل مایع هستند.
آنتی اسکالانت ها اغلب با استفاده از سه روش مختلف از ایجاد رسوب جلوگیری می کنند.
- آنتی اسکالانت های کیلات: این نمونه از آنتی اسکالانت ها با استفاده از یک واکنش استوکیومتری با کاتیون های رسوب ترکیب شده ومی توانند حلالیت نمک ها را افزایش دهند.
- آستانه مهار: در این روش آنتی اسکالانت با استفاده از حالت فوق اشباع کردن در آب عمل ضد رسوب را انجام می دهد.
- اصلاح کریستال: در این روش آنتی اسکالانت با استفاده از تغییر در ساختار اجازه چسبندگی را به رسوب نمی دهد. در اصل آنتی اسکالانت در این روش به این شکل عمل می کند که گروه های منفی واقع در مولکول ضد اسکالانت به بارهای مثبت هسته های مقیاس حمله می کنند و تعادل الکترونیکی لازم برای انتشار رشد کریستال را از بین می برند. در واقع، این نمونه از آنتی اسکالانت ها از طریق فعل و انفعالات یکدیگر را دفع می کنند و انها را در محلول پراکنده نگه می دارند. آنتی اسکالانت ها، با وزن مولکولی نسبتاً بالا (mw) بیش از 20000 دالتون به عنوان پخش کننده موثر مناسب هستند.
- پراکندگی: نوع دیگری از آنتی اسکالانت ها با روش پراکندگی عمل می کنند. در این روش آنتی اسکالانت ها برای جذب روی کریستال ها یا ذرات کلوئیدی و ایجاد بار آنیونی بالا هستند که باعث جدا شدن کریستال ها می شوند. بار آنیونی بالا همچنین می توانند ذرات را از بارهای آنیونی ثابت موجود در سطح غشاء جدا کنند.
به صورت کلی بهترین آنتی اسکالانت ها ممکن است از چندین روش برای مهار رسوب استفاده کند.
انواع آنتی اسکالانت ها
- آنتی اسکالانت هایی بر پایه فسفر
- آنتی اسکالانت هایی که سازگاز با محیط زیست
- آنتی اسکالانت های پایه پلیمر مصنوعی
فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت فسفونات‌ها
آنتی اسکالانت فسفونات ها ترکیبات و مواد شیمیایی هستند که برای جلوگیری از تشکیل رسوب در بویلرها، سیستم های تصفیه آب و تجهیزات سرمایشی و گرمایشی نقش بسیار مهمی ایفا می کنند. آنتی اسکالانت های پایه فسفونات ها دارای ساختار شیمیایی متنوع هستند که باعث شده آنها در کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار بگیرند.
فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت فسفونات ها به گونه ای است که از ترکیبات آلی ساخته شده که دارای یک اتم فسفر مرکزی هستند و به چندین گروه گروه هیدروکسیل، آلکیل یا آریل متصل می باشند. این ساختار به فسفونات‌ها امکان می‌دهد تا با یون‌های فلزی تشکیل کمپلکس‌های پایدار بدهند.
انواع فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت فسفونات ها:
- (هیدروکسی اتیلیدن دی‌فسفونیک اسید): (HO)₂P-CH₂-PO(OH)₂HEDP
- ATM (آمینو تری‌متیلن فسفونیک اسید): (HO)₂P-CH₂-N(CH₂PO(OH)₂)₂
- DTPMP (دی‌اتیلن تری‌آمین پنتا متیلن فسفونیک اسید): این ترکیب دارای ساختار پیچیده‌تری است و معمولاً به صورت ساختار شیمیایی نمایش داده می‌شود.
فرمول عمومی فسفونات ها: R-PO(OH)₂ که در این فرمول R: یک گروه آلکیل یا آریل می باشد. P: اتم فسفر است. O: اتم اکسیژن می باشد. H: اتم هیدروژن است. اگر بخواهیم انواع ترکیبات مواد فسفونات ها را دسته بندی کنیم عبارتند از:
- هیدروکسی اتیلیدن دی فسفونیک اسید (HEDP): یکی از پرکاربردترین فسفونات‌ها با فرمول شیمیایی (HO)₂P-CH₂-PO(OH)₂ است.
- دی اتیلن تری آمین پنتا متیلن فسفونیک اسید (DTPMP): این فسفونات دارای وزن مولکولی بالا و تعداد گروه‌های عاملی بیشتری نسبت به HEDP و ATMP است. فرمول شیمیایی آن پیچیده‌تر است و به طور معمول به صورت ساختار شیمیایی نمایش داده می‌شود.
عوامل موثر بر فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت فسفونات ها عبارتند از:
- طول زنجیره آلکیل که هرچه طول زنجیره آلکیل بیشتر باشد، حلالیت فسفونات در حلال‌های آلی بیشتر و حلالیت آن در آب کمتر است.
- نوع گروه های جانبی متصل به اتم فسفر که می تواند بر خواص کیلیت‌کنندگی، پایداری حرارتی و سازگاری با سایر مواد شیمیایی تاثیر داشته باشد.
- تعداد گروه های فسفونیک که در صورت افزایش می تواند باعث افزایش خاصیت کیلیت کنندگی شوند.
فرمول عمومی فسفات ها فسفات‌ها ترکیباتی هستند که حاوی گروه فسفات (PO₄³⁻) می‌باشند. این گروه از یک اتم فسفر مرکزی تشکیل شده که به چهار اتم اکسیژن متصل است و به طور کلی بار منفی ۳ دارد. به صورت کلی، فرمول شیمیایی یک فسفات Mₓ(PO₄)y است. که M: نشان‌دهنده یک کاتیون فلزی (مثبت) مانند سدیم (Na⁺)، کلسیم (Ca²⁺) یا آهن (Fe³⁺) می باشد. x و y: اعداد صحیحی هستند که نشان دهنده تعداد کاتیون ها و آنیون های فسفات در یک واحد فرمول هستند و به گونه‌ای انتخاب می‌شوند که ترکیب از نظر بار الکتریکی خنثی باشد. فسفات سدیم Na₃PO₄ – فسفات کلسیم Ca₃(PO₄)₂ – فسفات آهن (III) FePO₄
فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت فسفات ها
سدیم تری فسفات (STP): Na₅P₃O₁₀
هگزامتافسفات سدیم (SHMP): (NaPO₃)₆
فسفونات‌ها: این ترکیبات مشتقات فسفات هستند و دارای ساختار پیچیده‌تری هستند.
فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت‌های سازگار با محیط زیست
فرمول شیمیایی دقیقی برای آنتی اسکالانت های سازگار با محیط زیست وجود ندارد یکی از دلایل آن وجود تنوع بسیار زیاد در ترکیبات مواد آنتی اسکالانت است و دیگری گسترش و توسعه مداوم فناوری های تولید این مواد می باشد. با توجه به اینکه آنتی اسکالانت های سازگار با محیط زیست بر پایه ترکیبات مختلف از جمله پلیمری، فسفونات‌های اصلاح شده، و ترکیبات طبیعی هستند هر کدام می توانند دارای ساختار شیمیایی خاص با تاثیرات منحصر به فردی باشند. از طرفی به دلیل بهبود فرمولاسیون در آنتی اسکالانت ها دائماً آنها در حال تغییر هستند. همچنین، به دلیل محرمانه بودن برخی از فرمول های موثر آنها به صورت دقیق ذکر نمی شوند.
به صورت کلی فرمول شیمیایی ضد اسکالانت های سازگار با محیط زیست اغلب دارای ویژگی هیا خاصی هستند از جمله:
- قابلیت تخریب پذیری زیستی بدین معنا که می توانند توسط میکرو ارگانیسم‌ها تخریب شوند.
- عدم استفاده از مواد سمی که می تواند اثرات جانبی مضری بر روی اکوسیستم و موجودات زنده داشته باشد.
- امکان استفاده مجدد یا قابلیت تجدید پذیری
- داشتن کارایی و عملکرد بالا برای جلوگیری از تشکیل رسوب
این ویژگی ها باعث شده عوارض شیمیایی آنتی اسکالانت به حداقل برسد و آنها را برای محیط زیست ایمن کرده است.
ترکیبات مورد استفاده در آنتی اسکالانت های سازگار با محیط زیست
برخی از ترکیبات مورد استفاده در آنتی اسکالانت های سازگار عبارتند از: پلیمرهای طبیعی از جمله پلی‌ساکاریدها، پلی پپتیدها و پلی هیدروکسی آلکانوات‌ها که دارای خواص زیست تخریب پذیری بالا هستند. فسفونات های اصلاح شده که می توانند با اصلاح ساختار شیمیایی زیست تخریب پذیرتر شوند. همچنین، برخی از عصاره های گیاهی دارای خواص ضد رسوبی هستند و می‌توانند به عنوان جایگزین برای فسفونات‌ها مورد استفاده قرار بگیرند.
فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت‌های پایه پلیمر مصنوعی
در اصل یک فرمول شیمیایی دقیق و واحد نمی توان برای همه آنتی‌اسکالانت های پایه پلیمر مصنوعی ارائه داد. زیرا پلیمرهایی که می‌توانند به عنوان پایه برای تولید این مواد استفاده شوند متنوع هستند و مدام در فرمولاسیون پلیمرهای مصنوعی تغییراتی ایجاد می شود تا بتوانند بهترین عملکرد را با کاهش اثرات زیست محیطی داشته باشند. ساختار انتی اسکالانت های پلیمری به گونه ای است که طولانی و زنجیره‌ای هستند و وجود گروه‌های عاملی مانند کربوکسیل، سولفونیک اسید و آمین در ساختار پلیمر به آنها خاصیت کیلیت کنندگی و پراکندگی می‌دهد.
انواع پلیمرهای مورد استفاده در تولید آنتی‌اسکالانت
- پلی‌آکریلات‌ها: این پلیمرها به دلیل وجود گروه‌های کربوکسیل، خاصیت ترکیب شوندگی قوی دارند.
- پلی‌مالئیک اسید: این پلیمر نیز دارای گروه‌های کربوکسیل است و در تولید آنتی‌اسکالانت استفاده می‌شود.
- پلی‌اسپارگیک اسید: این پلیمر یک پلی آمین طبیعی است که به دلیل زیست تخریب‌پذیری بالا مورد توجه قرار گرفته است.
توجه داشته باشید انتخاب نوع پلیمر و فرمولاسیون آنتی اسکالانت به عوامل مختلفی مانند نوع آب، جنس تجهیزات، دما، pH و نوع رسوب بستگی دارد.
مزایای استفاده از آنتی اسکالانت های پایه پلیمر مصنوعی
- دارای کارایی بالا: این ترکیبات به دلیل ساختار پلیمری و وجود گروه های عاملی موثر دارای کارایی بالایی در عدم تشکیل رسوب دارند.
- قابلیت سازگاری با سیستم های مختلف: آنتی اسکالانت های پلیمری با سیستم های آبی مختلف سازگار هستند و در شرایط مختلف قابلیت استفاده دارند.
- برخی از این ترکیبات علاوه بر خواص ضد رسوب، خواص ضد خوردگی نیز دارند.
خلاصه مطالب:
فرمول شیمیایی اسید فسفونیک H3PO3 است. این ماده قادر است با ترکیب شدن با یون های فلزی مانند کلسیم و منیزیم از تشکیل رسوب جلوگیری کند.
اما فرمول شیمایی پلی فسفات ها که دارای زنجیره های بلندی از گروه های فسفات هستند (NaPO3)n است، که در آن n تعداد گروه های فسفات در زنجیره است. پلی فسفات ها علاوه بر کمپلکس کردن با یون های فلزی، می توانند به عنوان عوامل پراکنده کننده نیز عمل کنند و از تشکیل ذرات ریز و رسوب زا جلوگیری کنند. برخی از نمونه های آنتی اسکالانت های فسفات عبارتند از : Antiscalant Genesys CAS با فرمول شیمیایی C3H8O6P ، Antiscalant Avista Vitec 1200 با فرمول شیمیایی C6H18O13P3 و Antiscalant Flotret 8000 با فرمول شیمیایی Na6P6O18 است.
فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت های پایه پلیمری از پلیمرهای آلی مانند اکریلیک اسید یا متاکریلیک اسید می باشد. فرمول شیمیایی اکریلیک اسید CH2=CHCOOH است. این ماده به دلیل خاصیت اسیدی و توانایی آن در پراکنده کردن ذرات، می تواند از رسوب جلوگیری کند.فرمول شیمیایی متاکریلیک اسید CH2=C(CH3)COOH است. این ماده شبیه به اکریلیک اسید عمل می کند، اما پایداری حرارتی بیشتری دارد. برخی از آنتی اسکالانت های پلیمری عبارتند از: Antiscalant Floc 3000 بر پایه پلی اکریلات با فرمول شیمیایی آن به طور کلی [C3H4O2]n است، که در آن n تعداد واحدهای اکریلیک اسید در زنجیره پلیمری است. Antiscalant Scale-X بر پایه پلی متاکریلات با فرمول شیمیایی آن به طور کلی [C5H8O2]n است، که در آن n تعداد واحدهای متاکریلیک اسید در زنجیره پلیمری است
توجه داشته باشید بر اساس نوع فرمولاسیون آنتی اسکالانت ها و نوع عملکرد آنها می تواند قیمت و هزینه آنتی اسکالانت متفاوت باشد. برای مشاوره رایگان و یا خرید آنتی اسکالانت تصفیه آب در مستر پمپ می توانید از طریق همین لینک اقدام کنید و یا با شماره 09304443328 در تماس باشید.
