Polikarboksilik süper akışkanlaştırıcı nasıl hazırlanır?

Süperplastikleştiricilerin etki mekanizmasına dayanarak, moleküllerin hidrofilik-lipofilik dengesi (HLB), asit/ester oranının düzenlenmesiyle ayarlanabilmektedir. Moleküler tasarım açısından bakıldığında yeni polikarboksilat süperplastikleştiriciler sentezlenebilir. Yüksek performanslı süper plastikleştiricilerin moleküler yapı tasarımı, moleküllerin ana zincirine veya yan zincirlerine karboksil grupları, sülfonik asit grupları ve polietilen oksit grupları gibi oldukça polar fonksiyonel grupları dahil etme eğilimindedir ve moleküle tarak benzeri bir yapı kazandırır. Polar ve polar olmayan gruplar arasındaki polarite oranı, dispersiyon özelliklerini optimize edecek şekilde ayarlanır; polar olmayan grup içeriği genellikle %30'u aşmaz. Polimerin moleküler ağırlığının ayarlanmasıyla malzemenin su azaltma yeteneği ve stabilitesi arttırılır. Yan zincir moleküler ağırlığının ayarlanması sterik engellemeyi arttırır ve dağılabilirlik ve tutma performansını artırır. Literatüre göre polikarboksilat süperplastikleştiricilerin sentezinde kullanılan monomerler esas olarak dört tiptedir:

1. Doymamış asitler – maleik anhidrit, maleik asit, akrilik asit, metakrilik asit;
2. Çok zincirli olefin maddeleri – farklı fonksiyonel gruplar içeren poliolefinler ve bunların türevleri;
3. Polistiren sülfonatlar veya esterler;
4. (Met)akrilat tuzları, esterleri veya amidleri.

Yaygın sentez yöntemleri şunları içerir:

1. Öncelikle reaktif polimerik monomerler gibi gerekli monomerleri sentezleyin. Örneğin, alkilfenoller veya lauril alkol, alilfenol veya polietilen glikol eter karboksilatlar hazırlamak için alil alkol ile reaksiyona girebilir veya poliolefinler, eterler, alkoller, sülfonatlar veya polistiren sülfonat esterler gibi çok zincirli olefin maddelerini sentezlemek için etilen oksit, polietilen glikol vb. kullanabilir. . İkinci adımda, karboksil grupları, sülfonik asit grupları ve su afinitesi iyi olan polimer yan zincirleri gibi negatif yüklü fonksiyonel grupları bir yağ veya sulu solvent sistemine dahil edin. İstenilen özelliklere sahip nihai ürün elde edilir. Gerçek polikarboksilat süperplastikleştiriciler ikili, üçlü veya dörtlü kopolimerler olabilir.
2. Hammaddeler: akrilik asit, metakrilik asit, maleik anhidrit, itakonik asit, hidroksietil akrilat, hidroksietil metakrilat, sodyum vinil sülfonat, sodyum 2-propenil sülfonat, 2-akrilamido-2-metilpropan sülfonat (AMPS) , monohidroksi polietilen glikol eterler (PEG 600, PEG 1000, PEG 1500), sodyum persülfat, amonyum persülfat, hidrojen peroksit, vb. Bu malzemelerin tümü ticari olarak temin edilebilen endüstriyel sınıf kimyasallardır. Sentez yöntemi: Moleküler tasarım gerekliliklerine göre çeşitli monomerleri istenilen oranda karıştırın, moleküler ağırlık düzenleyiciler ve solventlerle birlikte adım adım reaksiyon kabına ekleyin, reaksiyon kabındaki havayı nitrojen gazıyla değiştirin ve 75-90 dereceye ısıtın. nitrojen koruması altında. Eş zamanlı olarak, bir başlatıcı ve diğer kopolimer monomerleri içeren bir çözelti ekleyin ve karıştırarak 6-8 saat boyunca polimerize edin. Polimerizasyon tamamlandıktan sonra viskoz bir kopolimer çözeltisi elde edilir. Seyreltik alkali çözeltisiyle pH'ı nötre ayarlayın ve katı içeriğini yaklaşık %30'a ayarlayın.
3. Polikarboksilat süperplastikleştiricilerin moleküler yapısı, yan zincirlerde hidrofilik aktif gruplar ve çok sayıda bu tür gruplara sahip uzun zincirler ile tarak benzeridir. Bu prensibe dayanarak üç farklı monomer seçilir: doymamış bir asit olarak maleik anhidrit, bir zincir hidrokarbon maddesi olarak vinil sülfonat ve iyonik olmayan bir monomer olarak metil akrilat. Bu malzemeler saflaştırılır ve kullanılan başlatıcı K2SO4'tür. Kopolimerizasyon, bir termometre, damlatma hunisi ve geri akış yoğunlaştırıcısı ile donatılmış dört boyunlu bir şişede gerçekleştirilir. Damıtılmış su eklenir ve reaksiyon karışımı karıştırılarak ısıtılır. Monomerler, 4 saat süreyle geri akış koşulları altında damlatma hunisine adım adım eklenir. Ürün elde edilir ve akışkanlığı ölçülür.
4. Hammaddeler: maleik anhidrit, amid monomerleri, amonyum persülfat, %30 hidrojen peroksit, sodyum hidroksit ve kimyasal dereceli saflık reaktifleri. Sentez yöntemi: Sentez, amonyum persülfat ve %30 hidrojen peroksitten oluşan bir kompozit başlatıcı sistemi kullanılarak serbest radikal kopolimerizasyon reaksiyonu yoluyla gerçekleştirilir. Sulu polimerizasyon 102-110 derecede yaklaşık 8 saat süreyle gerçekleştirilir ve ürün olarak açık sarı şeffaf bir çözelti elde edilir.