Svojstva, primjena i tehnologija proizvodnje superplastifikatora polikarboksilne kiseline

Superplastifikator polikarboksilne kiseline vrsta je polimera koji se sastoji od nezasićenog monomera koji sadrži karboksilnu skupinu i nezasićenog monomera koji sadrži drugu funkcionalnu skupinu. To može učiniti da beton ima izvrsne performanse u smanjenju vode, zaštiti od urušavanja i zaštiti okoliša. Polikarboksilna kiselina visoke učinkovitosti sredstvo za redukciju vode nizak sadržaj, visoka stopa redukcije vode, kontrolirana molekularna Chemicalbook struktura, dobra disperzija, zelena zaštita okoliša, snažna prilagodljivost i druge prednosti, prema velikom broju znanstvenika i stručnjaka pozornosti i istraživanja, naširoko se koristi u raznim poljima inženjerske konstrukcije, čime postaje budući trend razvoja dodataka betonu. Istraživanje superplastifikatora polikarboksilne kiseline neizbježan je zahtjev u području betona.

U cementnoj kaši općenito se vjeruje da je disperzijski mehanizam superplastifikatora polikarboksilne kiseline glavna uloga steričke smetnje, elektrostatsko odbijanje je sekundarna uloga, osim toga, kompleks kalcijevih iona i podmazivanje hidratacijskog filma također igraju važnu ulogu. Kada molekule superplastifikatora polikarboksilne kiseline prvi put dođu u kontakt s česticama cementa, negativno nabijeni glavni lanac molekula superplastifikatora polikarboksilne kiseline može se adsorbirati na površini pozitivno nabijenih čestica cementa, odnosno javlja se fenomen "usidrenja", dok dugi bočni lanac molekula superplastifikatora polikarboksilne kiseline rasteže se u fazi tjelesne tekućine cementa kaša, tvoreći adsorpcijski sloj fiksne debljine. U isto vrijeme, dugi bočni lanac molekula superplastifikatora polikarboksilne kiseline koji se proteže u tjelesnoj tekućini cementne kaše može formirati trodimenzionalnu i križanu konformaciju. Kada se čestice cementa kreću jedna prema drugoj, adsorpcijski sloj se preklapa, a što je veći raspon preklapanja, veći je učinak odbijanja između čestica cementa, čime se poboljšava disperzija čestica cementa. Povezane studije pokazuju da što je deblji sloj molekularne adsorpcije superplastifikatora polikarboksilne kiseline formiran na površini čestica cementa, to je korisnije za poboljšanje disperzije čestica cementa. Stoga prostorna smetnja igra važnu ulogu u mehanizmu disperzije superplastifikatora polikarboksilne kiseline.

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->-- Oh. Stvaranje kompleksa kalcijevih iona prikazano je na slici 2. kao shematski dijagram mehanizma kompleksiranja kalcijevih iona. Kao što je prikazano na slici, ioni kalcija u cementnoj kaši mogu stupiti u interakciju s radikalima karboksilne kiseline u molekulama superplastifikatora polikarboksilne kiseline kako bi formirali koordinacijske komplekse kalcija, smanjili koncentraciju iona kalcija u tekućoj fazi, smanjili stvaranje čestica CHS gela, čime se usporava brzina hidratacije cementa, inhibicija hidratacije cementa i poboljšanje performansi disperzije cementa čestice. Što je veći sadržaj iona karboksilne kiseline u superplastifikatoru polikarboksilne kiseline, to jest, što je veća gustoća naboja aniona, to se bolje svojstvo disperzije čestica cementa može znatno poboljšati.

SLIKA Slika 2 prikazuje elektrostatsko djelovanje superplastifikatora polikarboksilne kiseline. Molekularna struktura mazivog superplastifikatora polikarboksilne kiseline sadrži karboksilne, sulfonske kiseline i eterske skupine, a njegova hidrofilna sposobnost je vrlo jaka. Kada se superplastifikator polikarboksilne kiseline doda cementnoj kaši, negativno nabijena skupina karboksilne kiseline i skupina sulfonske kiseline usmjereno se adsorbiraju na površini čestica cementa. Polarne skupine u molekulama superplastifikatora polikarboksilne kiseline povezane su s molekulama vode kako bi se stvorile vodikove veze, a sila vodikove veze jača je od van der Waalsove sile nastale između molekula superplastifikatora polikarboksilne kiseline i čestica cementa, tako da je stabilan, trodimenzionalni , i stvara se određena čvrstoća vodenog filma otapala (kao što je prikazano na slici 3). Mogućnost izravnog kontakta između čestica cementa smanjena je ovim slojem solvatacijskog filma, to jest, hidratacijski film ima učinak podmazivanja između čestica cementa i uništava kondenzaciju čestica cementa, što je pokazalo da poboljšava performanse protoka cementne kaše.

SLIKA Slika 3 prikazuje učinak podmazivanja superplastifikatora polikarboksilne kiseline. Trenutačno se sljedeće tri metode često koriste za pripremu visokoučinkovitog reduktora vode polikarboksilne kiseline. (1) Metoda izravne kopolimerizacije monomera koji se može polimerizirati. Metoda prvo reagira monomer nezasićene karboksilne kiseline s (metoksi) polietilen glikolom kako bi se dobio nezasićeni veliki monomer koji se može polimerizirati, a zatim ga kopolimerizira s nezasićenim monomerom male molekule kako bi se dobio reduktor vode visokog učinka polikarboksilne kiseline. (2) Metoda funkcionalizacije nakon polimerizacije Ovom se metodom modificira postojeći polimer. Prvo, polikarboksilna kiselina se priprema Chemicalbook homopolimerizacijom ili kopolimerizacijom monomera nezasićene karboksilne kiseline u otopini; Drugo, pod djelovanjem katalizatora, pripremljena polikarboksilna kiselina i (monometil) polieter su reakcijom kondenzacije cijepljeni na glavni lanac polikarboksilne kiseline. (3) In-situ polimerizacija i metoda cijepljenja. Ovom metodom provodi se reakcija polimerizacije glavnog lanca i reakcija grananja bočne karike u isto vrijeme, a glavna je svrha poboljšati nedostatke metode funkcionalizacije nakon polimerizacije. Superplastifikator polikarboksilne kiseline pripremljen je s benzoil peroksidom (BPO) i azodiizobutironitrilom (AIBN) kao inicijatorima i polieterom kao reakcijskim medijem.