Polikarboksilik asit süper akışkanlaştırıcıların özellikleri, uygulamaları ve üretim teknolojisi

Polikarboksilik asit süperplastikleştirici, karboksil grubu içeren doymamış monomer ve diğer fonksiyonel grup içeren doymamış monomerden oluşan bir tür polimerdir. Betonun su azaltma, çökme koruması ve çevre koruma konusunda mükemmel performansa sahip olmasını sağlayabilir. Polikarboksilik asit yüksek performanslı su azaltıcı madde düşük içerik, yüksek su azaltma oranı, kontrol edilebilir moleküler Kimyasal kitap yapısı, iyi dağılım, yeşil çevre koruma, güçlü uyarlanabilirlik ve diğer avantajlar, çok sayıda bilim adamı ve uzmanın dikkat ve araştırması tarafından çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. mühendislik inşaatı, böylece beton katkılarının gelecekteki gelişme eğilimi haline geldi. Polikarboksilik asit süper akışkanlaştırıcının araştırılması beton alanında kaçınılmaz bir gerekliliktir.

Çimento bulamacında, polikarboksilik asit süper plastikleştiricinin dispersiyon mekanizmasının genellikle sterik engelin ana rolü olduğuna inanılır, elektrostatik itme ikincil bir roldür, ayrıca kalsiyum iyon kompleksi ve hidrasyon filmi yağlama da önemli bir rol oynar. Polikarboksilik asit süperplastikleştirici molekülleri çimento parçacıklarıyla ilk kez temas ettiğinde, polikarboksilik asit süperplastikleştirici moleküllerinin negatif yüklü ana zinciri, pozitif yüklü çimento parçacıklarının yüzeyine adsorbe edilebilir, yani "sabitleme" olgusu meydana gelirken, uzun süre Polikarboksilik asit süper plastikleştirici moleküllerin yan zinciri, çimento bulamacının vücut sıvısı fazında gerilerek sabit kalınlıkta bir adsorpsiyon katmanı oluşturur. Aynı zamanda, çimento bulamacının vücut sıvısında uzanan polikarboksilik asit süper akışkanlaştırıcı moleküllerin uzun yan zinciri, üç boyutlu ve çapraz bir konformasyon oluşturabilir. Çimento parçacıkları birbirine doğru hareket ettiğinde, adsorpsiyon katmanı üst üste biner ve örtüşme aralığı ne kadar büyük olursa, çimento parçacıkları arasındaki itme etkisi de o kadar büyük olur, böylece çimento parçacıklarının dispersiyonu artar. İlgili çalışmalar, çimento parçacıklarının yüzeyinde oluşan polikarboksilik asit süper akışkanlaştırıcının moleküler adsorpsiyon katmanı ne kadar kalın olursa, çimento parçacıklarının dispersiyonunun iyileştirilmesinin o kadar faydalı olduğunu göstermektedir. Bu nedenle polikarboksilik asit süperplastikleştiricilerin dispersiyon mekanizmasında sterik engel önemli bir rol oynar.

FIG. 1 shows the steric hindrance of polycarboxylic acid superplasticizer. Electrostatic repulsion theory polycarboxylic acid superplasticizer molecules contain anionic groups (such as sulfonic acid and carboxylic acid radicals, etc.), and in the early hydration process of cement, the surface of cement particles contains positive charges, so anionic polycarboxylic acid superplasticizer molecules adsorbed to the surface of positively charged cement particles. Some polar groups of polycarboxylic acid superplasticizer molecules adsorbed on the surface of cement particles are in the liquid phase. At the same time, after ionization, the hydrophilic groups adsorbed on the surface of cement particles contain the same electrical charge, forming a double electric layer. According to the relevant research results, the electrostatic repulsion force is in the order from large to small: -- SO3-> -- COO-> -- O->-- Ah. Kalsiyum iyonlarının kompleksleşmesi, kalsiyum iyonlarının kompleksleşme mekanizmasının şematik bir diyagramı olarak Şekil 2'de gösterilmektedir. Şekilde gösterildiği gibi, çimento bulamacındaki kalsiyum iyonları, polikarboksilik asit süper plastikleştirici moleküllerdeki karboksilik asit radikalleri ile etkileşime girerek kalsiyum koordinasyon kompleksleri oluşturabilir, sıvı fazdaki kalsiyum iyonlarının konsantrasyonunu azaltabilir, CHS jel parçacıklarının oluşumunu azaltabilir, böylece yavaşlar. Çimento hidrasyon oranını arttırır, çimentonun hidrasyonunu engeller ve çimento parçacıklarının dispersiyon performansını artırır. Polikarboksilik asit süperplastikleştiricideki karboksilik asit iyonlarının içeriği ne kadar büyük olursa, yani anyon yük yoğunluğu ne kadar büyük olursa, çimento parçacıklarının dispersiyon özelliği o kadar iyi olabilir.

İNCİR. Şekil 2, polikarboksilik asit süperplastikleştiricinin elektrostatik etkisini göstermektedir. Yağlayıcı polikarboksilik asit süper plastikleştiricinin moleküler yapısı karboksil, sülfonik asit ve eter gruplarını içerir ve hidrofilik yeteneği çok güçlüdür. Çimento bulamacına polikarboksilik asit süper plastikleştirici eklendiğinde, negatif yüklü karboksilik asit grubu ve sülfonik asit grubu, çimento parçacıklarının yüzeyine yönsel olarak adsorbe edilir. Polikarboksilik asit süperplastikleştirici moleküllerindeki polar gruplar, hidrojen bağları oluşturmak üzere su molekülleri ile ilişkilidir ve hidrojen bağ kuvveti, polikarboksilik asit süperplastikleştirici moleküller ile çimento parçacıkları arasında oluşan van der Waals kuvvetinden daha güçlüdür; dolayısıyla stabil, üç boyutlu bir yapı oluşur. ve solvent su filminin belirli bir mukavemeti oluşturulur (Şekil 3'te gösterildiği gibi). Çimento parçacıkları arasındaki doğrudan temas olasılığı, bu solvasyon filmi tabakası tarafından azaltılır, yani hidrasyon filmi, çimento parçacıkları arasında bir yağlayıcı etki yapar ve çimento bulamacının akış performansını arttırdığı gösterilen çimento parçacıklarının yoğunlaşmasını yok eder.

İNCİR. Şekil 3, polikarboksilik asit süper plastikleştiricinin yağlama etkisini göstermektedir. Şu anda, polikarboksilik asit yüksek performanslı su azaltıcı hazırlamak için sıklıkla aşağıdaki üç yöntem kullanılmaktadır. (1) Polimerize edilebilir monomer doğrudan kopolimerizasyon yöntemi Bu yöntem, önce polimerize edilebilir doymamış büyük monomer hazırlamak için doymamış karboksilik asit monomerini (metoksi) polietilen glikol ile reaksiyona sokar ve daha sonra polikarboksilik asit yüksek performanslı su azaltıcı hazırlamak için bunu doymamış küçük moleküler monomer ile kopolimerize eder. (2) Polimerizasyon sonrası işlevselleştirme yöntemi Bu yöntem, mevcut polimeri değiştirmektir. İlk olarak polikarboksilik asit, Chemicalbook homopolimerizasyonu veya çözelti içindeki doymamış karboksilik asit monomerinin kopolimerizasyonu yoluyla hazırlanır; İkinci olarak, hazırlanan polikarboksilik asit ve (monometil) polieter, katalizörün etkisi altında, yoğunlaşma reaksiyonu yoluyla polikarboksilik asidin ana zincirine aşılandı. (3) Yerinde polimerizasyon ve aşılama yöntemi Bu yöntem, ana zincir polimerizasyon reaksiyonunu ve yan bağlantı dallanma reaksiyonunu aynı anda gerçekleştirmektir; asıl amaç, polimerizasyon sonrası işlevselleştirme yönteminin eksikliklerini iyileştirmektir. Polikarboksilik asit süperplastikleştirici, başlatıcı olarak benzoil peroksit (BPO) ve azodiizobütironitril (AIBN) ve reaksiyon ortamı olarak polieter kullanılarak hazırlandı.