聚羧酸系减水剂的合成原理

聚羧酸系有机化学原材料现阶段得到普遍重视,它适用于混凝土减水剂、清洗防腐剂、建筑涂料及印刷油墨中的颜料分散剂等行业。此类表活剂具备优质的清洗、渗入、分散化、乳状液、破乳等特性,非常是具备超低温清洗好用、耐水硬度、降解特性好、配位特性强等优势。因而,运用范畴很广,聚羧酸减水剂在混凝土业中被普遍接纳,并得到世界各国混凝土外加剂学术研究及使用人的日渐重视。归根结底,与传统式的减水剂萘磺酸和磺化三聚氰胺缩合物对比,它们能在低掺量下授予混凝土高渗透性、流动性及高分散化体系可靠性避免坍落度损害。另外,工业萘涨价、萘系减水剂生产加工期长、空气污染比较严重等问题日趋严重也使聚羧酸系减水剂的运用刻不容缓。

文中依据聚羧酸减水剂研究进展非常是对此类减水剂制取原理、作用原理、发展趋势等层面研究进展做一具体描述。

1、聚羧酸系减水剂制取原理 

聚羧酸盐性能减水剂是由含有磺酸基、羧基、氨基及其带有聚氧乙烯侧链等的生物大分子化学物质,在溶液中,根据氧自由基混物原理生成的具备梳型构造的高分子材料表活剂。 

生成聚羧酸盐性能减水剂需要的关键原材料有:甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、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,在聚合物全过程中可选用的引发剂为:过氧化氢、过硫酸盐水溶性引发剂、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰;链转移剂有:3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇及其异丙醇等。 

生成方式为:在装有电动搅拌机、温度表、滴液设备、及其流回冷凝管的圆底烧瓶中,根据水浴加热的方式慢慢滴加聚合物单体水溶液和引发剂水溶液,在采用聚合物单体时,应考虑到其竞聚率的高校。反映溫度可依据实际的反映单体种类来决策,一般能够挑选40-65℃这一溫度区段内的溫度做为反映溫度。在一小时内滴加完单体水溶液,随后再在20min内滴加残留的引发剂水溶液,最终将溫度上升5℃,再次反映2h,减温至40℃后,中合出料。 

2、作用原理 

聚羧酸盐性能减水剂是一种新式减水剂,具备很多突显的优势,但其作用原理现阶段并未彻底清晰,下面是列举的一些见解: 

(1)聚羧酸类聚合物对水泥有比较明显的缓凝作用,关键因为羧基当做了缓凝成份,R-COO~与Ca2+离子作用产生络合物,减少水溶液中的Ca2+离子浓度值,减缓Ca(OH)2产生结晶体,降低C-H-S疑胶的产生,减缓了水泥凝固。 

(2)羧基(-COOH),羟基(-OH),胺基(-NH2),聚氧烷基(-O-R)n等与水亲和力强的极性集团关键根据吸咐、分散化、潮湿、润化等表层活性作用,对水泥颗粒出示分散化和流动性能,并根据降低水泥颗粒间摩阻,减少水泥颗粒与水页面的自由能到提升新拌混凝土的和易性。另外聚羧酸类化合物吸咐在水泥颗粒表层,羧酸根离子使水泥颗粒随身携带负电,进而使水泥颗粒中间造成静电感应抵触作用并使水泥颗粒分散化,造成抑止水泥料浆的汇集趋向(DLVO基础理论),扩大水泥颗粒与水的触碰总面积,使水泥充足凝固。在外扩散水泥颗粒的全过程中,释放汇集体锁包围着的游离水,改进了和易性,降低了拌水量。 

(3)聚羧酸分子结构链的空间阻拦作用(即立体式抵触)。聚羧酸类化合物分子吸咐在水泥颗粒表层呈“梳型”,在疑胶原材料的表层产生吸咐层,高聚物分子结构吸咐层互相贴近交叉式时,高聚物分子结构链中间造成物理的空间阻拦作用,避免水泥颗粒的汇集,它是羧酸类减水剂具备比别的体系更强的分散化工作能力的一个关键缘故。 

(4)聚羧酸类高效率减水剂的维持分散化原理能够从水泥浆搅拌后的历经時间和Zeta电位的关联来掌握。一般来说,应用萘系及三聚氰胺系高效率减水剂的混凝土经60min后坍落度损害显著高过含聚羧酸系性能减水剂的混凝土。这关键是后面一种与水泥粒子的吸咐实体模型不一样,水泥粒子间高分子材料吸咐层的作用力是立体式静电斥力,Zeta电位转变小。 

在研究其对水泥分散化作用原理时发现,空间位阻效用可成功地表述聚羧酸型减水剂对水泥的分散化作用原理,即高分子材料吸咐于水泥颗粒表层,其伸展进入水溶液的支链造成了空间位阻使粒子不可以相互挨近,进而使水泥颗粒分散并稳定。现阶段该原理获得广泛接纳。在研究了分子结构品质相仿、支链长短不一样的聚合物对水泥等温吸咐后强调,具备长支链的聚合物有低的电位和高的空间斥力,因此吸咐后对水泥分散特性非常好,但对粒子分散可靠性却不佳。支链太长将会造成已分散粒子间表层支链的互相盘绕,反倒造成粒子的凝聚。

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