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Floculação: Poliacrilamidas aceleram remoção de sólidos suspensos dos efluentes tratados

Petroleo e Energia
28 de janeiro de 2016
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    Aplicações – Os copolímeros de acrilamida e comonômeros iônicos também são altamente hidrossolúveis. No entanto, as propriedades de solução destes copolímeros ionizados são substancialmente diferentes das do homopolímero, indicando diferentes áreas de aplicação conforme Tabela 2. A incorporação de comonômeros iônicos conduz a diversos efeitos dos tradicionais polieletrólitos, entre eles a expansão da cadeia e viscosificação mesmo a baixas concentrações iônicas em sua composição (Sun-Yi Huang, 2001).

    Tabela 2 – Principais aplicações dos polímeros e copolímeros a base de acrilamida (ASHLAND TECHNOLOGIES, 2006) (Xu J., 2010) (Myagchenkov & Kurenkov, 2006) (Schulte, 2012) .

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    O maior segmento do mercado de poliacrilamidas tem sido dominado por copolímeros catiônicos. As concentrações de monômero catiônico destes copolímeros são de, tipicamente, 5% a 80% molar para a maioria das aplicações. A composição efetivamente utilizada depende das relações de custo/desempenho. Os custos são amplamente dominados pelo monômero catiônico, assim, a procura catiônica do substrato para cada aplicação deve ser otimizada (Sun-Yi Huang, 2001).

    Síntese-polimerização – Copolímeros à base de acrilamida de elevada massa molar podem ser obtidos por polimerização em solução aquosa. No entanto, a polimerização em solução está limitada a concentrações relativamente baixas de monômeros, devido à elevada viscosidade da solução final do copolímero. Estas dificuldades são superadas mediante polimerizações em emulsão inversa (água em óleo) (Barajas & Hunkeler, 1997) (Ochoa-Gómez, et al., 2009). Este processo, desenvolvido inicialmente por Vanderhoff e mostrado conforme Figura 7, envolve a dispersão de um monômero solúvel em água em uma fase orgânica contínua. A estabilização é alcançada por repulsão estérica e as espécies iniciadoras podem ser hidrossolúveis ou lipossolúveis. Tal processo requer a otimização dos agentes emulsionantes, bem como o balanço lipofílico-hidrofilico (HLB, obedecendo a faixa de 4 a 8) da blenda de tensoativos. Este tipo de processo confere concentrações de emulsificantes que variam de 2% a 4% em massa e, após completa polimerização, as emulsões inversas também precisam ser invertidas antes da aplicação (Platzer, 1962) (Jiang & Zhu, 2014) (Hernández-Barajas & Hunkeler, 1997) (Gelman, Harrington, & Vaynberg, 2008). Industrialmente viáveis, estes processos permitem que as viscosidades extremas causadas pelo polímero de elevada massa molar produzido com alto teor de sólidos possam ser superadas, bem como proporcionam o melhor controle do calor gerado no reator. A facilidade de manuseio e armazenamento e as capacidades de dissolução são outras vantagens dos processos heterofásicos sobre os processos mais convencionais (Armanet&Hunkeler, 2003).

    Figura 7– Mecanismo de polimerização em emulsão inversa (Kriwet, Walter, & Kissel, 1998).

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    Um tensoativo adicional, tipicamente adicionado após a polimerização, pode ser utilizado para promover a inversão. Armanet estudou o impacto da concentração do surfactante inversor e do HLB no processo de inversão, e descobriu que o HLB mais elevado é benéfico para a eficiente inversão. Ele sugeriu duas vias para explicar o papel desempenhado pelo surfactante. A primeira é baseada na formação de uma via hidrofílica contínua que liga as partículas poliméricas às de água circundantes, na presença de surfactante de elevado HLB. A segunda via é baseada na instabilidade intrínseca da emulsão inversa na presença de surfactante HLB mais elevado, o que favorece o estado da emulsão óleo-em-água (o/w) sob esta condição (Armanet & Hunkeler, 2007) (Gelman, Harrington, & Vaynberg, 2008).

    Greenshields sugeriu dois mecanismos diferentes de inversão. O primeiro seria resultado do inchaço da partícula de água/polímero devido à pressão osmótica, ruptura e liberação para a água circundante. A segunda se baseia na observação de que a emulsão de óleo afasta os aglomerados de gel de polímero e os deixam expostos à água, o que conduz à dissolução do polímero na fase aquosa contínua (Armanet & Hunkeler, 2007) (Greenshields, 2000).A Figura 8 ilustra a inversão do látex polimérico.

    Figura8 – Mecanismo de inversão de fases após adição do látex polimérico em água (SNF FLOERGER, 2002).

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