Poliacrilamida (PAM) é um polímero sintético usado principalmente por suas propriedades de floculação, coagulação e aumento de viscosidade. O papel do polímero de poliacrilamida varia dependendo da aplicação, mas algumas de suas principais funções incluem:

1. Floculação e Coagulação: A poliacrilamida é amplamente utilizada em processos de tratamento de água e águas residuais para facilitar a agregação e remoção de partículas suspensas, matéria orgânica e substâncias coloidais. Atua como floculante ou auxiliar coagulante, ligando-se às partículas e facilitando sua formação de pontes e aglomeração, levando à formação de flocos maiores que podem ser facilmente separados da fase líquida por meio de processos como sedimentação ou filtração.

2. Modificação de espessamento e viscosidade: A poliacrilamida é conhecida por sua capacidade de aumentar a viscosidade e melhorar as propriedades reológicas de soluções aquosas. Forma uma rede polimérica flexível e solúvel em água, resultando em aumento da viscosidade da solução. Esta propriedade é benéfica em diversas indústrias, como cosméticos, têxteis e petróleo, onde o PAM é usado como espessante, aglutinante ou estabilizador para melhorar a textura, o fluxo ou a estabilidade dos produtos.

3. Agente de redução de arrasto/antifricção: Em certas aplicações industriais, como transporte de petróleo através de oleodutos ou sistemas de irrigação, a presença de fluxo turbulento pode levar ao aumento do consumo de energia e perdas por atrito. A poliacrilamida pode ser usada como agente redutor de arrasto ou aditivo antifricção para diminuir a resistência ao fluxo e melhorar a eficiência do transporte de fluidos. O polímero atua modificando os padrões de fluxo e reduzindo a turbulência no sistema.

4. Controle de erosão e estabilização do solo: A poliacrilamida é empregada na agricultura e nas práticas de manejo de terras para reduzir a erosão do solo, melhorar a estrutura do solo e melhorar o controle de sedimentos. O PAM pode unir as partículas do solo, aumentando a sua coesão e prevenindo a erosão causada pelo escoamento da água. Também pode auxiliar na infiltração de água, retenção de umidade do solo e germinação de sementes em condições de solo áridas ou degradadas.

5. Recuperação Avançada de Petróleo: Na indústria do petróleo, a poliacrilamida é utilizada para fins de recuperação avançada de petróleo (EOR). O PAM pode ser injetado em reservatórios de petróleo para melhorar a eficiência da varredura e o deslocamento do petróleo de formações rochosas porosas. Ajuda a reduzir a mobilidade da água injetada, a criar um perfil de fluxo favorável e a aumentar a eficiência do deslocamento microscópico, resultando em maior produção de petróleo.

6. Fabricação de papel e processamento têxtil: A poliacrilamida é comumente usada na indústria de papel e celulose como auxiliar de retenção e drenagem. Melhora a retenção de partículas finas, cargas e fibras no processo de fabricação de papel, melhorando a qualidade do papel e aumentando a eficiência da produção. O PAM também encontra aplicações no processamento têxtil, onde pode atuar como agente de colagem, agente fixador de corantes ou agente lubrificante para melhorar os processos de fabricação e as propriedades dos têxteis.

Estas são algumas das principais funções do polímero de poliacrilamida em vários setores e aplicações. A função específica e os requisitos de desempenho podem variar dependendo do uso pretendido e do resultado desejado em cada caso.

Em relação aos métodos de síntese da poliacrilamida, geralmente existem duas abordagens principais:

1. Polimerização em solução: Este método envolve a polimerização de monômeros de acrilamida em uma solução aquosa usando um iniciador químico, como persulfato de amônio (APS), e um agente redutor, como N,N,N',N'-tetrametiletilenodiamina (TEMED ). A reação é tipicamente conduzida sob condições controladas de temperatura e pH. A polimerização inicia pela formação de radicais livres, que iniciam a reticulação e extensão da cadeia de monômeros de acrilamida para formar cadeias de poliacrilamida.

2. Polimerização em Emulsão: Neste método, os monômeros de acrilamida são dispersos em uma fase oleosa (geralmente um hidrocarboneto) junto com um emulsificante e água. O emulsificante facilita a formação de micelas, que atuam como vasos de reação para a polimerização. A reação é iniciada por iniciadores de radicais livres semelhantes aos da polimerização em solução e prossegue por difusão de monômero para as micelas. As partículas de poliacrilamida resultantes estão tipicamente na forma de látex e podem ser estabilizadas pela presença de surfactantes nas suas superfícies.

Ambos os métodos de síntese podem ser modificados para controlar o peso molecular, a densidade de carga e outras propriedades do polímero de poliacrilamida resultante ajustando os parâmetros de reação, concentração de monômero ou incorporando monômeros ou agentes de reticulação adicionais.

É importante notar que a síntese de poliacrilamida requer medidas de segurança e práticas de manuseio adequadas devido à toxicidade do monômero de acrilamida. A produção industrial de poliacrilamida normalmente emprega protocolos de segurança rígidos para garantir a segurança do trabalhador e a proteção ambiental.