انواع نرم کن ها، معرفی 9 نوع مهم در پتروشیمی دانشمند

نرم کن چیست؟

ماده ای که برای افزایش نرمی، انعطاف پذیری یا خاصیت انعطاف پذیری به ماده دیگری اضافه می شود، نرم کن نامیده می شود. در واقع نرم کننده ها ترکیبی از پلی سیلوکسان و پلیمر آلی هستند که برای نرم کردن بسیاری از مواد و ترکیبات مانند پنبه، پشم، الیاف و غیره کاربرد دارند. در صنایع مختلف، نوع نرمکن مورد استفاده متفاوت است. مثلا در صنعت آب و فاضلاب، ماده ای مانند زئولیت برای نرم کردن آب، به کار می رود.

نرم کردن آب :

نرم شدن آب حذف کلسیم، منیزیم و برخی دیگر از کاتیون های فلزی موجود در آب سخت است. آب نرم حاصل از این کار برای همان تمیز کردن به صابون کمتری احتیاج دارد، زیرا صابون به هدر رفتن پیوند با یون های کلسیم انجام نمی شود. آب نرم همچنین با کاهش یا از بین بردن رسوب در لوله ها و اتصالات، طول عمر لوله کشی را افزایش می دهد. نرم شدن آب معمولاً با استفاده از نرم کننده های آهک یا رزین های تبادل یونی حاصل می شود اما به طور فزاینده ای با استفاده از غشاهای نانوفیلتراسیون یا اسمز معکوس انجام می شود.

آب سخت :

وجود یون های فلزی خاص مانند کلسیم و منیزیم عمدتا به عنوان بی کربنات، کلرید و سولفات در آب مشکلات مختلفی ایجاد می کند. آب سخت منجر به تجمع مقیاس آهک می شود که می تواند لوله کشی را خراب کند و باعث خوردگی گالوانیک شود. در گیاهان نرم کننده آب در مقیاس صنعتی، جریان پساب حاصل از فرآیند تولید مجدد، مقیاس رسوبی را ایجاد می کند که می تواند در سیستم های فاضلاب تداخل ایجاد کند.

احساس لغزشی همراه با شستشو در آب نرم در اثر جذب ضعیف تر صابون به یون های آب هنگامی که آب از مواد معدنی سلب شود، ایجاد می شود. سطح پوست انسان دارای بار سبک است که صابون متصل به آن است و برای از بین بردن آن نیاز به تلاش بیشتر و حجم بیشتری از آب است. آب سخت حاوی یون های کلسیم یا منیزیم است که در اثر واکنش با صابون، نمک های نامحلول تشکیل می دهد.  این استئارات های نامحلول حاصل از این فرآیند معمولاً کفگیر صابون نامیده می شوند.

مواد و روش های نرم کردن آب :

روش های مختلفی برای حذف سختی آب وجود دارد که می توان به آن ها اشاره کرد:

• استفاده از رزین تبادل یونی
• اسمز معکوس
• روش های بارش
• استفاده از عوامل کیلیت
• روش جوش شیرین
• نرم شدن توسط آهک

روش رزین تبادل یونی :

لوازم متداول نرم کننده آب در نظر گرفته شده برای استفاده در منازل به رزین تبادل یونی بستگی دارد که در آن یون های سخت عمدتا +Ca²  و +Mg² با یون های سدیم مبادله می شوند. دستگاه های تبادل یونی با جایگزینی یون های سدیم یا پتاسیم، سختی را با جایگزینی منیزیم و کلسیم کاهش می دهند.

رزین های تبادل یونی، به صورت مهره، جزعملکردی واحدهای نرم کننده آب خانگی هستند. رزین های تبادل یونی، پلیمرهای آلی حاوی گروه های عملکردی آنیونی هستند که کاتیون های دو ظرفیتی (+Ca²) با شدت بیشتری نسبت به کاتیون های یک ظرفیتی (+Na) به آن ها متصل می شوند.

مواد غیر آلی به نام زئولیت نیز دارای خصوصیات تبادل یونی هستند. از این مواد معدنی به طور گسترده در مواد شوینده لباس استفاده می شود. همچنین رزین هایی برای از بین بردن یون های کربناته، بی کربنات و سولفات جذب شده و یون های هیدروکسید آزاد شده از رزین در دسترس است.

هنگامی که تمام یون های +Na موجود با یون های کلسیم یا منیزیم جایگزین شدند، بسته به نوع رزین مورد استفاده، رزین باید با شستشوی یون های +Ca² و +Mg² با استفاده از محلول کلرید سدیم یا هیدروکسید سدیم شارژ شود. برای رزین های آنیونی، در بازسازی به طور معمول از محلول هیدروکسید سدیم یا هیدروکسید پتاسیم استفاده می شود. فاضلاب های شسته شده از ستون تبادل یونی حاوی نمک های ناخواسته کلسیم و منیزیم به طور معمول به سیستم فاضلاب تخلیه می شوند.

نرم شدن توسط آهک :

نرم شدن آهک فرآیندی است که در آن آهک به آب سخت اضافه می شود تا نرمتر شود. چندین مزیت نسبت به روش تبادل یونی دارد اما عمدتا برای کاربردهای درمانی تجاری مناسب است.

عوامل کیلیت :

از عوامل کیلیت ساز به عنوان نرم کننده های آب در آنالیز شیمیایی استفاده می شود و مواد تشکیل دهنده بسیاری از محصولات تجاری مانند شامپوها و مواد نگهدارنده مواد غذایی هستند. از اسید سیتریک برای نرم کردن آب در صابون ها، محصولات مراقبت شخصی و مواد شوینده لباس استفاده می شود. یک کیلیت ساز مصنوعی که معمولاً استفاده می شود، اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) است که می تواند به صورت نمک تترا سدیم یا دی سدیم وجود داشته باشد.

نرم کردن توسط جوش شیرین :

در این روش، آب با مقدار محاسبه شده جوش شیرین (Na₂CO₃) تصفیه می شود که کلریدها و سولفات های کلسیم و منیزیم را به کربنات های مربوطه تبدیل می کند که رسوب می کنند.

CaCl₂ + Na₂CO₃ -> CaCO₃ + 2NaCl

MgSO₄ + Na₂CO₃ -> MgCO₃ + Na₂SO₄

اسمز معکوس :

اسمز معکوس برای غلبه بر فشار اسمزی و حذف مولکول های آب از محلول با یون های سختی از یک شیب فشار اعمال شده در یک غشا نیمه نفوذ پذیر استفاده می کند. این غشا دارای منافذی به اندازه کافی بزرگ است که می تواند مولکول های آب را برای عبور از آن بپذیرد. یون های سختی مانند +Ca² و +Mg² در منافذ جای نمی گیرند. منبع آب نرم حاصل از یون های سخت بدون افزودن یون های دیگر می باشد. ممبران نوعی فیلتر آب است که نیاز به تمیزکاری منظم یا تعویض مجدد دارد. تقطیر و اسمز معکوس پرکاربردترین دو روش غیر شیمیایی نرم شدن آب هستند.

اثرات زیست محیطی آب نرم :

آب نرم شده (اندازه گیری شده به عنوان شاخص کربنات سدیم باقیمانده) که در آن کلسیم و منیزیم تا حدی با سدیم جایگزین شده است، برای استفاده در آبیاری مناسب نیست، زیرا تمایل به ایجاد خاک های قلیایی دارد. دستگاه های غیر شیمیایی اغلب به جای نرم شدن آب سنتی برای این کاربرد استفاده می شوند.

نرم کننده های نساجی :

نرم کننده ها مواد فعال سطحی هستند که از نظر شیمیایی دارای 12 الی 22 اتم کربن می باشند. نرم کن ها به داخل الیاف نفوذ نمی کنند و تنها روی سطح آن ها قرارمی گیرند و مانند یک فیلم نازک روی سطح الیاف می نشینند و حالت روغنی به پارچه مورد نظر می دهند.

عملکرد نرم کن ها :

نرم کن ها عمدتاً بر روی سطح پارچه موثرند. در مورد نرم کن های متداول نحوه آرایش آن ها روی الیاف مهم است که به خصوصیات یونی و میزان خاصیت دفع آب سطح الیاف نیز بستگی دارد.

نرم کن های کاتیونیک با بار مثبت بر روی سطح الیاف با بار منفی ته نشین می شوند و گروه های آب گریز هیدروکربنی آن ها که در سطح خارجی این مواد قرار می گیرند، سبب ایجاد یک لایه آب گریز روی سطح الیاف می شوند.

از طرف دیگر نرم کن های آنیونیک دارای گروه های منفی است، بنابراین این مواد با قرارگیری در سطح خارجی الیاف با افزایش خاصیت آب دوستی، خصوصیات نرم کنندگی ضعیف تری نسبت به نرم کن های کاتیونیک دارند.

نحوه آرایش نرم کن های نانیونیک بر روی سطح الیاف بستگی به ساختار سطحی الیاف مورد نظر دارد، در صورتیکه الیاف از ساختار سطحی آب دوست برخوردار باشند، قسمت های آب دوست مولکول های نرم کن را جذب می کنند و در صورتیکه الیاف دارای ساختار سطحی آب گریز باشند اجزای آب گریز نرم کن را به خود جذب می کنند.

دسته بندی نرم کن ها بر اساس فعالیت یونی :

• نرم کن آنیونیک با بار منفی
• نرم کن کاتیونیک با بار مثبت
• نرم کن آمفوتریک کمی آنیونیک
• نرم کن راکتیو کمی کاتیونیک
• نرم کن نانیونیک بدون بار

انواع نرم کن ها :

1. نرم کن کاتیونیک پرک
2. نرم کن کاتیونیک خمیری
3. نرم کن میکروسیلیکونی کنز
4. نرم کن ماکرو سیلیکونی کنز
5. نرم کن میکرو سیلیکونی
6. نرم کن پنبه
7. نرم کن پارچه
8. نرم کن سیلیکونی هیدروفیل کنز
9. نرم کن سیلیکونی هیدروفیل

لیست قیمت نرم کن ها :