Sintetski materijali i tehnologija polikarboksilnog superplastifikatora

Polikarboksilni superplastifikator češljasti je polimerni tenzid sintetiziran u vodenoj otopini polimerizacijom slobodnih radikala. Sastoji se od makromolekularnih spojeva koji sadrže sulfonske, karboksilne, hidroksilne i eterske skupine, kao i polioksietilenske bočne lance. Na temelju razlika u strukturi povezivanja glavnog lanca i bočnog lanca, polikarboksilni superplastifikatori mogu se klasificirati u dvije kategorije: jedan s akrilnom kiselinom ili metakrilnom kiselinom kao glavnim lancem, povezan s bočnim lancima različitih duljina polietera putem esterskih veza; drugi s maleinskim anhidridom kao glavnim lancem, povezan s bočnim lancima različitih polieterskih duljina preko eterskih veza. Ova klasifikacija dovela je do razvoja niza superplastifikatora visokih performansi s različitim svojstvima.

Glavne metode sinteze uključuju in situ polimerizaciju cijepljenjem, funkcionalizaciju nakon polimerizacije i izravnu kopolimerizaciju monomera. Većina tvrtki u našoj županiji primjenjuje metodu izravne kopolimerizacije monomera, proces kopolimerizacije slobodnih radikala koji omogućuje fleksibilne prilagodbe molekularne strukture i omogućuje cijepljenje različitih funkcionalnih skupina. Za proizvodnju se koristi napredna, zrela i pouzdana domaća i međunarodna oprema, zajedno s naprednim digitalnim inteligentnim sustavom za praćenje i kontrolu različitih parametara procesa, osiguravajući visoku kvalitetu proizvoda uz smanjenje potrošnje materijala.

Priprema glavnog materijala

Prvo se mjeri voda i pumpa u reakcijski kotao. Zatim se pokreće mješalica i ručno se dodaje veliki monomer (TPEG) i miješa s vodom pri brzini miješanja od 60 o/min oko 0,5 sati. Zatim se izmjereni natrijev metakrilat sulfonat doda u reakcijski kotao i miješa oko 1 sat. Priprema se vrši pri sobnoj temperaturi i tlaku, a materijal se u potpunosti otapa da bi nastao glavni materijal. Ukupno vrijeme za ovu pripremu je otprilike 1,5 sat.

Priprema pomoćnih materijala (Materijali A i B)

Priprema materijala A:Voda se mjeri i upumpava u spremnik za miješanje materijala A i pokreće se mješalica. Zatim se doda izmjerena količina akrilne kiseline i pomiješa s vodom pri brzini miješanja od 60 o/min. Nakon dodavanja akrilne kiseline, izmjerena merkaptopropionska kiselina i vitamin C se uzastopno dodaju u spremnik i jednolično miješaju. Priprema materijala A traje otprilike 1 sat.

Priprema materijala B:Voda se mjeri i upumpava u spremnik za miješanje materijala B i pokreće se mješalica. Izmjereni amonijev persulfat se zatim dodaje u spremnik i miješa s vodom pri brzini miješanja od 60 o/min. Priprema materijala B traje otprilike 0,5 sati. Oba materijala se pripremaju na sobnoj temperaturi i tlaku.

Reakcija polimerizacije

Nakon što su sve sirovine pripremljene, kotlić za reakciju polimerizacije se zagrijava električnim putem. Kada temperatura dosegne 30 stupnjeva, polimerizacija počinje pod tlakom okoline kapanjem materijala A i B u kotlić koji sadrži glavni materijal. Materijal A je kapao tijekom približno 180 minuta, a materijal B tijekom približno 210 minuta. Tijekom procesa kapanja, temperatura se prati kako bi se osiguralo da ostane između 40-50 stupnjeva. Nakon što su oba materijala potpuno dodana, reakcija se nastavlja pri istoj temperaturi još 60 minuta. Ukupno vrijeme polimerizacije je približno 5,5 sati.

Alkalna neutralizacija

Nakon polimerizacije, izmjerena voda i natrijev hidroksid (krutina) dodaju se u reakcijski kotao za reakciju neutralizacije, koja traje otprilike 0,5 sati. Nakon neutralizacije, pH materijala u kotlu se podešava na oko 7.