Síntesis de floculantes catiónicos en reactores continuos

Resumen

El objetivo principal de esta Tesis Doctoral ha sido la producción en reactores continuos de copolímeros basados en acrilamida con alta densidad de carga catiónica, elevado contenido en sólidos y alto peso molecular para su empleo como floculantes en tratamientos de purificación de aguas. Se ha estudiado la cinética de copolimerización en solución y en microemulsión inversa. En ambos procesos, se ha observado un decrecimiento del peso molecular al aumentar la proporción de Adamquat en la mezcla de monómeros. Se han observado diferencias en las velocidades de reacción relativas de los monómeros en función, tanto del medio de polimerización, como del iniciador empleado. Los productos sintetizados que incluyen agente de transferencia de cadena, al utilizarlos como floculantes, dejan un sobrenadante muy limpio pero con bajas velocidades de sedimentación. Los resultados de los test de floculación sugieren que cadenas cortas son muy eficaces neutralizando las cargas y formando los flóculos primarios, pero dado el pequeño tamaño de estos, la sedimentación resulta muy lenta. Por otro lado, las cadenas largas forman flóculos grandes que sedimentan rápidamente, pero al estar reticulados, sus cargas no son fácilmente accesibles y por ello, quedan muchas partículas en el sobrenadante. Se ha comprobado esta hipótesis mediante mezclas físicas de un floculante de cadena corta con otro de cadena larga ramificada/reticulada. Se ha observado que el balance óptimo con los floculantes utilizados en este trabajo corresponde a un 20-30% de cadenas cortas. Finalmente, los productos obtenidos en continuo, tanto en dos CSTR en serie como en el reactor Couette-Taylor presentan muy buenas prestaciones como floculantes (mejores que las del producto comercial de referencia) con un adecuado balance entre velocidad de sedimentación, limpieza del sobrenadante y compacidad del flóculos.