聚羧酸係減水劑的合成原理

聚羧酸係有機化學原材料現階段得到普遍重視,它適用於混凝土減水劑、清洗防腐劑、建築塗料及印刷油墨中的顏料分散劑等行業。此類表活劑具備優質的清洗、滲入、分散化、乳狀液、破乳等特性,非常是具備超低溫清洗好用、耐水硬度、降解特性好、配位特性強等優勢。因而,運用範疇很廣,聚羧酸減水劑在混凝土業中被普遍接納,並得到世界各國混凝土外加劑學術研究及使用人的日漸重視。歸根結底,與傳統式的減水劑萘磺酸和磺化三聚氰胺縮合物對比,它們能在低摻量下授予混凝土高滲透性、流動性及高分散化體係可靠性避免坍落度損害。另外,工業萘漲價、萘係減水劑生產加工期長、空氣汙染比較嚴重等問題日趨嚴重也使聚羧酸係減水劑的運用刻不容緩。

文中依據聚羧酸減水劑研究進展非常是對此類減水劑製取原理、作用原理、發展趨勢等層麵研究進展做一具體描述。

1、聚羧酸係減水劑製取原理 

聚羧酸鹽性能減水劑是由含有磺酸基、羧基、氨基及其帶有聚氧乙烯側鏈等的生物大分子化學物質,在溶液中,根據氧自由基混物原理生成的具備梳型構造的高分子材料表活劑。 

生成聚羧酸鹽性能減水劑需要的關鍵原材料有:甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥乙酯、烯丙基磺酸鈉、甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、烯丙基醚等,在聚合物全過程中可選用的引發劑為:過氧化氫、過硫酸鹽水溶性引發劑、過氧化苯甲酰、偶氮二異丁氰;鏈轉移劑有:3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇及其異丙醇等。 

生成方式為:在裝有電動攪拌機、溫度表、滴液設備、及其流回冷凝管的圓底燒瓶中,根據水浴加熱的方式慢慢滴加聚合物單體水溶液和引發劑水溶液,在采用聚合物單體時,應考慮到其競聚率的高校。反映溫度可依據實際的反映單體種類來決策,一般能夠挑選40-65℃這一溫度區段內的溫度做為反映溫度。在一小時內滴加完單體水溶液,隨後再在20min內滴加殘留的引發劑水溶液,最終將溫度上升5℃,再次反映2h,減溫至40℃後,中合出料。 

2、作用原理 

聚羧酸鹽性能減水劑是一種新式減水劑,具備很多突顯的優勢,但其作用原理現階段並未徹底清晰,下麵是列舉的一些見解: 

(1)聚羧酸類聚合物對水泥有比較明顯的緩凝作用,關鍵因為羧基當做了緩凝成份,R-COO~與Ca2+離子作用產生絡合物,減少水溶液中的Ca2+離子濃度值,減緩Ca(OH)2產生結晶體,降低C-H-S疑膠的產生,減緩了水泥凝固。 

(2)羧基(-COOH),羥基(-OH),胺基(-NH2),聚氧烷基(-O-R)n等與水親和力強的極性集團關鍵根據吸咐、分散化、潮濕、潤化等表層活性作用,對水泥顆粒出示分散化和流動性能,並根據降低水泥顆粒間摩阻,減少水泥顆粒與水頁麵的自由能到提升新拌混凝土的和易性。另外聚羧酸類化合物吸咐在水泥顆粒表層,羧酸根離子使水泥顆粒隨身攜帶負電,進而使水泥顆粒中間造成靜電感應抵觸作用並使水泥顆粒分散化,造成抑止水泥料漿的匯集趨向(DLVO基礎理論),擴大水泥顆粒與水的觸碰總麵積,使水泥充足凝固。在外擴散水泥顆粒的全過程中,釋放匯集體鎖包圍著的遊離水,改進了和易性,降低了拌水量。 

(3)聚羧酸分子結構鏈的空間阻攔作用(即立體式抵觸)。聚羧酸類化合物分子吸咐在水泥顆粒表層呈“梳型”,在疑膠原材料的表層產生吸咐層,高聚物分子結構吸咐層互相貼近交叉式時,高聚物分子結構鏈中間造成物理的空間阻攔作用,避免水泥顆粒的匯集,它是羧酸類減水劑具備比別的體係更強的分散化工作能力的一個關鍵緣故。 

(4)聚羧酸類高效率減水劑的維持分散化原理能夠從水泥漿攪拌後的曆經時間和Zeta電位的關聯來掌握。一般來說,應用萘係及三聚氰胺係高效率減水劑的混凝土經60min後坍落度損害顯著高過含聚羧酸係性能減水劑的混凝土。這關鍵是後麵一種與水泥粒子的吸咐實體模型不一樣,水泥粒子間高分子材料吸咐層的作用力是立體式靜電斥力,Zeta電位轉變小。 

在研究其對水泥分散化作用原理時發現,空間位阻效用可成功地表述聚羧酸型減水劑對水泥的分散化作用原理,即高分子材料吸咐於水泥顆粒表層,其伸展進入水溶液的支鏈造成了空間位阻使粒子不可以相互挨近,進而使水泥顆粒分散並穩定。現階段該原理獲得廣泛接納。在研究了分子結構品質相仿、支鏈長短不一樣的聚合物對水泥等溫吸咐後強調,具備長支鏈的聚合物有低的電位和高的空間斥力,因此吸咐後對水泥分散特性非常好,但對粒子分散可靠性卻不佳。支鏈太長將會造成已分散粒子間表層支鏈的互相盤繞,反倒造成粒子的凝聚。

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