Kaip paruošti polikarboksilo superplastifikatorių?

Remiantis superplastifikatorių veikimo mechanizmu, molekulių hidrofilinis-lipofilinis balansas (HLB) gali būti reguliuojamas reguliuojant rūgšties ir esterio santykį. Molekulinio dizaino požiūriu galima susintetinti naujus polikarboksilato superplastifikatorius. Didelio našumo superplastifikatorių molekulinės struktūros dizainas linkęs į molekulių pagrindinę arba šonines grandines įtraukti labai polines funkcines grupes, tokias kaip karboksilo grupės, sulfonrūgšties grupės ir polietileno oksido grupės, suteikdamos molekulei į šukas panašią struktūrą. Poliškumo santykis tarp polinių ir nepolinių grupių reguliuojamas, kad būtų optimizuotos dispersijos savybės, o nepolinių grupių kiekis paprastai neviršija 30%. Reguliuojant polimero molekulinę masę, padidėja medžiagos gebėjimas sumažinti vandens kiekį ir stabilumas. Šoninės grandinės molekulinės masės reguliavimas padidina sterinę kliūtį ir pagerina dispersiškumą bei sulaikymo efektyvumą. Remiantis literatūra, monomerai, naudojami polikarboksilato superplastifikatoriams sintetinti, daugiausia yra keturių tipų:

1. Nesočiosios rūgštys – maleino anhidridas, maleino rūgštis, akrilo rūgštis, metakrilo rūgštis;
2. Poligrandinės olefininės medžiagos – poliolefinai ir jų dariniai, turintys skirtingas funkcines grupes;
3. polistireno sulfonatai arba esteriai;
4. (Met)akrilato druskos, esteriai arba amidai.

Įprasti sintezės metodai yra šie:

1. Pirma, susintetinkite reikiamus monomerus, tokius kaip reaktyvūs polimeriniai monomerai. Pavyzdžiui, alkilfenoliai arba laurilo alkoholis gali reaguoti su alilo alkoholiu, kad gautų alifenolio arba polietilenglikolio eterio karboksilatus, arba naudojant etileno oksidą, polietilenglikolią ir kt., sintetinant daugiagrandines olefinines medžiagas – poliolefinus, eterius, alkoholius, sulfonatus ar polistireną. . Antrame etape į aliejaus arba vandeninio tirpiklio sistemą įdėkite neigiamai įkrautas funkcines grupes, tokias kaip karboksilo grupės, sulfonrūgšties grupės ir polimero šoninės grandinės, turinčios gerą afinitetą vandeniui. Gaunamas galutinis produktas su norimomis savybėmis. Tikrieji polikarboksilato superplastifikatoriai gali būti dvejetainiai, treji arba ketvirtiniai kopolimerai.
2. Žaliavos: akrilo rūgštis, metakrilo rūgštis, maleino anhidridas, itakono rūgštis, hidroksietilo akrilatas, hidroksietilmetakrilatas, natrio vinilsulfonatas, natrio 2-propenilsulfonatas, 2-akrilamido-2-metilpropano sulfonatas (AMPS) , monohidroksipolietilenglikolio eteriai (PEG 600, PEG 1000, PEG 1500), natrio persulfatas, amonio persulfatas, vandenilio peroksidas ir kt. Visos šios medžiagos yra komerciškai prieinamos pramoninės klasės cheminės medžiagos. Sintezės metodas: pagal molekulinės konstrukcijos reikalavimus sumaišykite įvairius monomerus norimu santykiu, palaipsniui įpilkite į reakcijos indą kartu su molekulinės masės reguliatoriais ir tirpikliais, reakcijos inde orą pakeiskite azoto dujomis ir kaitinkite iki 75–90 laipsnių. po azoto apsauga. Tuo pačiu metu įpilkite tirpalo, kuriame yra iniciatoriaus ir kitų kopolimerų monomerų, ir polimerizuokite 6-8 valandas maišydami. Pasibaigus polimerizacijai, gaunamas klampus kopolimero tirpalas. Praskiestu šarmo tirpalu nustatykite pH iki neutralaus ir kietosios medžiagos kiekį nustatykite iki maždaug 30%.
3. Polikarboksilato superplastifikatorių molekulinė struktūra yra panaši į šukas, šoninėse grandinėse yra hidrofilinių aktyvių grupių ir ilgų grandinių, kuriose yra daug tokių grupių. Remiantis šiuo principu, parenkami trys skirtingi monomerai: maleino anhidridas kaip nesočioji rūgštis, vinilsulfonatas kaip grandininė angliavandenilio medžiaga ir metilakrilatas kaip nejoninis monomeras. Šios medžiagos yra išvalytos, o iniciatorius naudojamas K2SO4. Kopolimerizacija atliekama keturių kaklelių kolboje su termometru, lašintuvu ir grįžtamuoju kondensatoriumi. Įpilama distiliuoto vandens ir reakcijos mišinys kaitinamas maišant. Monomerai laipsniškai įpilami į lašinamąjį piltuvą virinant su grįžtamu šaldytuvu 4 valandas. Gaunamas produktas ir išmatuojamas jo takumas.
4. Žaliavos: maleino anhidridas, amido monomerai, amonio persulfatas, 30% vandenilio peroksidas, natrio hidroksidas ir cheminio grynumo reagentai. Sintezės metodas: Sintezė atliekama laisvųjų radikalų kopolimerizacijos reakcijoje, naudojant sudėtinę amonio persulfato ir 30% vandenilio peroksido iniciatorių sistemą. Vandeninė polimerizacija atliekama 102–110 laipsnių temperatūroje apie 8 valandas, todėl gaunamas šviesiai geltonas skaidrus tirpalas.