Koliko vrsta procesnih formula postoji za matičnu tekućinu polikarboksilnog superplastifikatora?

Prva metoda: funkcionalizacija nakon polimerizacije

Ova metoda prvenstveno koristi postojeće polimere za modifikaciju. Tipično, polikarboksilne kiseline poznatih molekularnih težina se esterificiraju s polieterima na visokim temperaturama u prisutnosti katalizatora, tvoreći cijepljene kopolimere. Ova je metoda ograničena vrstama i specifikacijama dostupnih proizvoda polikarboksilne kiseline, što čini prilagodbe sastava i molekularne težine izazovnim. Osim toga, tijekom pripreme, polikarboksilne kiseline i polieteri pokazuju lošu kompatibilnost, a esterifikacija je teško izvesti. Kako esterifikacija napreduje, voda neprestano izlazi, što dovodi do mogućeg odvajanja faza.

Tipični proces sinteze: Alkanoksi amin H₂N(BO)–R koristi se kao reaktant za cijepljenje na polikarboksilnu kiselinu (BO predstavlja oksialkilnu skupinu, n je cijeli broj, a R je C1–C4 alkilna skupina). Topivost polikarboksilne kiseline u alkanoksi aminu omogućuje potpuniji proces imidacije. Tijekom reakcije, amin reaktant se obično dodaje u količini od 10-20% molarnog omjera u odnosu na –COOH. Reakcijska smjesa se prvo zagrijava na iznad 150 stupnjeva i drži 1,5-3 sata. Zatim se ohladi na 100-130 stupnjeva i dodaje se katalizator daljnjih 1,5-3 sata kako bi se proizveo željeni proizvod.

Druga metoda: polimerizacija i cijepljenje na licu mjesta

Ova metoda prevladava nedostatke postpolimerizacijske metode funkcionalizacije upotrebom polietera kao reakcijskog medija za nezasićene monomere karboksilnog tipa. Ovo integrira polimerizaciju i esterifikaciju, sprječavajući probleme kompatibilnosti između polikarboksilnih kiselina i polietera.

Tipičan proces pripreme: Mješavina akrilnog monomera, sredstva za prijenos lanca i inicijatora postupno se dodaje u vodenu otopinu koja sadrži metoksi polietilen glikol molekularne težine 2000. Nakon reakcije na 60 stupnjeva tijekom 45 minuta, temperatura se podiže na 120 stupnjeva. Pod zaštitom dušika, voda se neprekidno uklanja (oko 50 minuta). Zatim se dodaje katalizator i temperatura se povećava na 165 stupnjeva za 1-satnu reakciju kako bi se postiglo daljnje cijepljenje. Iako ova metoda omogućuje kontrolu nad molekularnom težinom polimera, glavni lanac općenito je ograničen na monomere koji sadrže –COOH skupine, što cijepljenje čini izazovnim. Dodatno, ova reakcija cijepljenja je reverzibilna reakcija ravnoteže, a budući da je značajna količina vode već prisutna u sustavu prije reakcije, stupanj cijepljenja je obično nizak i teško ga je kontrolirati. Ova metoda je jednostavna i ima niske troškove proizvodnje, iako molekularni dizajn može biti izazovan.

Treća metoda: izravna kopolimerizacija monomera koji se mogu polimerizirati

Ova metoda sinteze općenito zahtijeva pripremu makromonomera s aktivnošću polimerizacije, kao što je metoksi polietilen glikol metakrilat. Specifični omjer monomera se zatim miješa i podvrgava polimerizaciji u otopini kako bi se dobio konačni proizvod. Ključ ovog procesa leži u sintetiziranju aktivnog makromonomera, što uključuje složen proces odvajanja i pročišćavanja, što dovodi do viših troškova.

U Japanu je sintetiziran dodatak betonu s dobrim zadržavanjem slijeganja izravnom kopolimerizacijom kratkolančanog metoksi polietilen glikol metakrilata, dugolančanog metoksi polietilen glikol metakrilata i metakrilne kiseline.Tipičan primjer sinteze: U staklenu reakcijsku posudu opremljenu termometrom, miješalicom, kapajućim lijevkom, ulaznom cijevi za N2 i refluksnim kondenzatorom, doda se 500 dijelova vode (po masi) i miješa se s dušikom da se deoksigenira. Pod N₂ zaštitom, smjesa se zagrijava do 80 stupnjeva, a smjesa od 250 dijelova kratkolančanog metoksi polietilen glikol metakrilata (s 4 mola dodatka etilen oksida), 50 dijelova dugolančanog metoksi polietilen glikol metakrilata (sa 23 mola etilena) dodatak oksida), 200 dijelova metakrilne kiseline, 150 dijelova vode i 13,5 dijelova sredstva za prijenos lanca 3-merkaptopropionske kiseline dodaje se tijekom 4 sata zajedno s 40 dijelova 10% otopine amonijevog persulfata. Nakon što se sve doda, dodatnih 10 dijelova 10% otopine amonijevog persulfata ukapa se tijekom 1 sata, a smjesa se drži 1 sat, što rezultira otopinom polimera s prosječnom težinskom molekularnom težinom od 15,{{22} } kao konačni proizvod.