PolyDADMAC : พอลิเมอร์ทำน้ำสะอาด

        การทำน้ำสะอาด (Water Purification) นั้นสามารถทำได้หลายวิธีด้วยกัน ซึ่งท่านผู้อ่านคงคุ้นเคยกับวิธีต่างๆ เหล่านี้มาบ้างแล้วคือ

1. การกรองน้ำ
2. การใช้สารส้มและเติมไฮเตอร์ (free Cl = 6% w/w) โดยเติมไฮเตอร์ในจำนวน 100 หยด ต่อน้ำ 50 ลิตร

      โดยในวันนี้ นอกจากจะมี 2 กระบวนการที่ทุกท่านรู้ในเบื้องต้นแล้ว เราจะมาดูอีกกระบวนการหนึ่งที่ใช้ในการผลิตน้ำประปากัน ในกรณีที่น้ำประปานั้นมีความขุ่นมากๆ จะมีการใช้พอลิเมอร์ในการตกตะกอนด้วย ซึ่งพอลิเมอร์ที่จะทำเสนอในวันนี้ มีชื่อเต็มๆ ว่า Polydiallyldimethylammonium chloride หรือชื่อสั้นๆ ว่า PolyDADMAC

      สำหรับ PolyDADMAC นั้นเป็นนั้นเป็นโฮโมพอลิเมอร์ (หมายความว่าเป็นพอลิเมอร์ที่มีรูปแบบเดียวกันทั้งหมด ที่เรารู้จักกันดีเช่น พอลิเอทิลีน พอลิสไตรีน เป็นต้น) ของ diallyldimethylammonium chloride (DADMAC) โดยน้ำหนักโมเลกุลของ polyDADMAC นั้นจะอยู่ในช่วงประมาณ 100-1,000 g/mol และอาจจะมากถึง 1 ล้านในบางผลิตภัณฑ์ โดย polyDADMAC นั้นมักจะอยู่ในรูปของเหลวหนืด มีปริมาณของแข็งอยู่ประมาณ 10-50% โดย  polyDADMAC นั้นจัดเป็น cationic polymer หรือพอลิเมอร์ที่มีประจุบวก ซึ่งจากคุณสมบัติดังกล่าว ทำให้ polyDADMAC จับอนุภาคขนาดเล็กในน้ำให้กลายเป็นตะกอน แล้วตกตะกอนได้

  
              โดยกระบวนการสังเคราะห์ PolyDADMAC สามารถทำได้โดยการนำ Allyl Chloride มาทำปฏิกิริยากับ Dimethylamine ซึ่งจะได้ผลิตภัณฑ์เป็น Diallyldimethylammonium chloride (สามารถลองเขียนกลไกดูได้) แล้วจึงทำปฏิกิริยา polymerization ต่อ จะได้เป็น PolyDADMAC ตามต้องการ


             สำหรับการใช้ PolyDADMAC นั้นจะมีการเจือจางเสืยก่อน เพื่อให้มีปริมาณของแข็งอยู่เพียง 0.1-0.3% เท่านั้น จึงจะนำไปใช้งานได้ โดยที่การใช้งานนอกจากจะทำให้น้ำใสขึ้น โดยการจับกับอนุภาคเล็กๆ เพื่อตกตะกอนแล้ว ยังสามารถฆ่าสาหร่ายเซลล์เดียว และฮิวมัสได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม เพื่อผลที่ดีควรจะทดลองกับปริมาณน้ำที่น้อยก่อน

              จะเห็นได้ว่า PolyDADMAC นั้นเป็นพอลิเมอร์ที่มีประโยชน์มาก ในด้านการทำน้ำให้สะอาดขึ้น ซึ่งจะเห็นว่าพอลิเมอร์นั้นใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย ไม่ได้มีแต่เพียงแค่พลาสติกต่างๆ เท่านั้น แต่ยังมีอีกมากมายที่เราจะต้องศึกษากัน


ข้อมูลเพิ่มเติม
1. http://en.wikipedia.org/wiki/PolyDADMAC
2. http://www4.ncsu.edu/~hubbe/DADM.htm

เคมีน่ารู้ - Lifestraw : เครื่องกรองน้ำเพื่อน้ำท่วม

.

             บทความเคมีน่ารู้ วันนี้ขอนำเสนอเรื่อง "เครื่องกรองน้ำ" แบบช่วยชีวิต ซึ่งทาง SCG ได้มีการบริจาคเพื่อช่วยน้ำท่วม โดยเครื่องนี้มีราคาต่อเครื่องประมาณ 2,000 บาท กรองได้ชั่วโมงละ 10 ลิตร และใช้ได้ประมาณ 18,000 ลิตร (ถ้าหากน้ำขวดที่บริจาคไป ราคาขวดละ 7 บาท จะทุ่นงบประมาณได้เป็นแสน !!!)

             เครื่องกรองน้ำแบบช่วยชีวิต มีชื่อทางการค้าว่า LifeStraw (Straw แปลว่าหลอด) มีทั้งชนิดเป็นหลอด และขนาดใหญ่ที่ใช้ได้ในชุมชน ทำจากพลาสติกที่คงทน และมีน้ำหนักเบา ทำให้เคลื่อนย้ายได้อย่างสะดวก โดยการใช้งานก็ง่ายแสนง่าย เพียงแค่นำน้ำมา จากนั้นนำมากรองผ่านเครื่องนี้ น้ำก็จะกลายเป็นน้ำสะอาด ปราศจากเชื้อโรค สามารถดื่มได้

โดยกลไกการทำงานของ LifeStraw มีดังต่อไปนี้

1. เมื่อใส่น้ำเข้าไป น้ำจะผ่านตาข่ายซึ่งจะช่วยกำจัดตะกอนและสิ่งสกปรกในเบื้องต้น โดยเส้นผ่านศูนย์กลางของตาข่ายจะอยู่ที่ 100 ไมครอน

2. หลังจากผ่านตาข่าย น้ำจะลงมาที่ตัวกรองพอลิเอสเทอร์ ซึ่งจะกรองตะกอนที่เล็กได้ถึง 15 ไมครอน และยังดักจับแบคทีเรียได้ด้วย (โดย 15 ไมครอนนั้นเล็กเป็น 10 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของผม)

3. หลังจากผ่านตัวกรองพอลิเอสเทอร์ ก็จะลงมาที่เรซินที่เคลือบด้วยไอโอดีนอยู่ โดยไอโอดีนเป็นธาตุที่สามารถฆ่าปรสิต ไวรัส และแบคทีเรียได้ โดยเม็ดเรซินนั้นจะถูกวางอยู่ในส่วนที่สามารถทำให้เชื้อโรคนั้นเข้าสู่ไอโอดีนได้ดีที่สุด

4.จากนั้นน้ำก็จะผ่านมาที่ชั้นว่าง 

5. สุดท้าย น้ำก็จะลงมาที่ตัวกรอง Activated carbon (คาร์บอนกัมมันต์) เพื่อกำจัดรสของไอโอดีนที่อาจตกค้าง และดักจับเชื้อโรคที่เหลืออยู่ โดยข้อดีของคาร์บอนกัมมันต์คือถูกผลิตมาอย่างเป็นพิเศษ เพื่อทำให้มีรูพรุนมากขึ้น และดูดซับตัวเจือปนอื่นๆ ได้ดีขึ้น

         จะเห็นว่าข้อดีของ Lifestraw คือสามารถใช้งานได้ง่าย ไม่ต้องใช้ไฟฟ้าเลย และได้น้ำที่สามารถดื่มได้จากทุกแหล่ง ช่วยลดค่าขนส่งน้ำขวดเข้าสู่พื้นที่ 

          อย่างไรก็ตาม ผู้เรียบเรียงยังมีความกังวลอย่างหนึ่งว่า แม้ Lifestraw จะเป็นตัวช่วยที่ดีสำหรับการกรองน้ำในช่วงน้ำท่วมตอนนี้ แต่การกรองดังกล่าวเป็นการกรองพวกอนุภาคและเชื้อโรค ส่วนสารเคมี (เช่น พวกที่ใช้ตามบ้าน หรือ ในอุตสาหกรรมเล็กๆ) ไม่รู้ว่า Lifestraw จะช่วยได้ด้วยหรือเปล่า หากช่วยไม่ได้ จะมีวิธีการไหนหรือไม่ที่ทำให้คนในพื้นที่มีความปลอดภัยมากกว่านี้ ซึ่งนี่เป็นสิ่งที่นเคมีจะต้องร่วมกันพัฒนาเพื่อให้เกิดความครอบคลุมอย่างสมบูรณ์แบบ'

ทั้งนี้ จุดมุ่งหมายของการพัฒนาคงเป็นอะไรไม่ได้ นอกจากจะเป็นเพื่อ "ประชากร" ทุกคน

อ้างอิงจาก : http://science.howstuffworks.com/environmental/green-tech/remediation/lifestraw1.htm