پلی آنیونیک سلولز (Polyanionic Cellulose) یا به طور مخفف پک (PAC) یکی از مشتقات سلولز با درجه نسبتاً بالای جانشینی (DS) گروه‌های عاملی آنیونی (کربوکسی متیل) در ساختار زنجیر اصلی سلولز است. این اتر سلولزی که در حالت خالص، به دلیل وجود این گروه‌های عاملی، دارای بار منفی است، در آب انحلال‌پذیر است.
ساختار شیمیایی PAC
زنجیر اصلی PAC یعنی سلولز، یک پلی ساکارید خطی است که از اتصال β-(1،4) واحدهای تکراری گلوکز تشکیل شده و در آب انحلال‌پذیر نیست. اما با انجام واکنش جانشینی که طی آن گروه‌های کربوکسی متیل (CH2-COOH) به زنجیر اصلی متصل می‌شوند، خواص آنیونی و انحلال‌پذیری ایجاد می‌شود. عواملی مانند درجه جانشینی (Degree of Substitution) یا DS کربوکسی متیل و وزن مولکولی، بر خواص کلیدی پلی آنیونیک سلولز از جمله ویسکوزیته و انحلال‌پذیری مؤثرند. در حقیقت پلی آنیونیک سلولز کربوکسی متیل سلولزی با درجه جانشینی بسیار بالا است که همین درجه جانشینی بالا باعث کاهش فیلتراسیون و بهبود خواص ضدنمکی، ضدریزشی و مقاومت گرمایی آن می‌شود. برای مثال می‌توان از پلی آنیونیک سلولز تا دمای 150 درجه سانتیگراد استفاده کرد. همچنین پلی آنیونیک سلولز با خلوص بالا (معمولاً بالای 90%) عرضه می‌شود که بالاتر از خلوص متداول سی ام سی صنعتی (%70-60) است.
پلی آنیونیک سلولز که بیشتر به دلیل توانایی ایجاد محلول‌های ویسکوز در هردو محیط آب شیرین و شور معروف است، پایداری گرمایی بالایی نیز دارد. از این ماده به عنوان افزودنی سیال (گل) حفاری در صنعت حفاری نفت برای کاهش اتلاف سیال استفاده می‌شود. البته پک به دلیل ویسکوزیته و غیرسمی بودنش، در صنایع دیگری چون صنایع غذایی، داروسازی، آرایشی بهداشتی و نساجی نیز کاربرد دارد.
گریدهای مختلف PAC
پلی آنیونیک سلولز به دلیل کاربردهای متنوعی که دارد، در گریدهای مختلفی عرضه می‌شود. متداول‌ترین گریدهای PAC در سه خانواده پلی آنیونیک سلولز ویسکوزیته پایین[1] (PAC-LV)، ویسکوزیته متوسط یا معمولی[2] (PAC-MV یا PAC-R) و ویسکوزیته بالا[3] (PAC-HV) قرار می‌گیرند.
کاربردهای پلی آنیونیک سلولز
در جدول زیر مهم‌ترین کاربردهای پلی آنیونیک سلولز و عملکرد آن در هر مورد ارائه شده است:
کاربرد | عملکردها |
حفاری میادین نفت و گاز | به عنوان عامل کنترل فیلتراسیون، ویسکوزکننده و بازدارنده شیل در گل حفاری پایه آب مانند آب شیرین، آب دریا و سیستم آب-نمک اشباع |
حفاری معدن | |
حفاری افقی جهت‌دار[4] (HDD) | به عنوان عامل کنترل فیلتراسیون همراه با بنتونیت همچنین لغزندگی را افزایش داده و به پیشگیری از توپی شدن سرمته کمک می‌کند. در خاک‌های درشت‌دانه‌تر به کار می‌رود. |
فرایندهای صنعت معدن | به عنوان عامل چسبندگی گرانول در فرایند گندله‌سازی سنگ آهن و بازدارنده فلوتاسیون در فرایند فلوتاسیون به کار می‌رود. |
خرید پلی آنیونیک سلولز
شرکت دانش بنیان کیان اکسیر ماهان اولین و تنها تولیدکننده گریدهای مختلف کربوکسی متیل سلولز حفاری (LV, HV) و پلی آنیونیک سلولز (PAC-LV, PAC-HV) مورد تأیید وزارت نفت و شرکت‌های خدمات حفاری در ایران طبق استاندارد API ، آماده ارائه مشاوره تخصصی در این زمینه است؛ با ما تماس بگیرید.
[1] Polyanionic Cellulose Low Viscosity
[2] Polyanionic Cellulose Medium Viscosity or Regular
[3] Polyanionic Cellulose High Viscosity
[4] Horizontal Directional Drilling
منابع: