Як приготувати полікарбоновий суперпластифікатор?

Виходячи з механізму дії суперпластифікаторів, гідрофільно-ліпофільний баланс (HLB) молекул можна регулювати шляхом регулювання співвідношення кислоти до складного ефіру. З точки зору молекулярного дизайну можна синтезувати нові полікарбоксилатні суперпластифікатори. Конструкція молекулярної структури високоефективних суперпластифікаторів має тенденцію вводити високополярні функціональні групи, такі як карбоксильні групи, групи сульфонової кислоти та групи поліетиленоксиду, в головний ланцюг або бічні ланцюги молекул, надаючи молекулі гребінчасту структуру. Співвідношення полярності між полярними та неполярними групами регулюється для оптимізації дисперсійних властивостей, причому вміст неполярних груп зазвичай не перевищує 30%. Завдяки регулюванню молекулярної маси полімеру підвищується водовідновлювальна здатність і стабільність матеріалу. Регулювання молекулярної маси бічного ланцюга збільшує стеричну перешкоду та покращує здатність до диспергування та утримання. Відповідно до літератури, мономери, які використовуються для синтезу полікарбоксилатних суперпластифікаторів, в основному включають чотири типи:

1. Ненасичені кислоти – малеїновий ангідрид, малеїнова кислота, акрилова кислота, метакрилова кислота;
2. Багатоланцюгові олефінові речовини – поліолефіни та їх похідні, що містять різні функціональні групи;
3. Сульфонати або складні ефіри полістиролу;
4. (Мет)акрилатні солі, естери або аміди.

Загальні методи синтезу включають:

1. Спочатку синтезуйте необхідні мономери, наприклад реакційноздатні полімерні мономери. Наприклад, алкілфеноли або лауриловий спирт можуть реагувати з алліловим спиртом для отримання карбоксилатів аллілфенолу або ефіру поліетиленгліколю, або використовувати етиленоксид, поліетиленгліколь тощо для синтезу багатоланцюгових олефінових речовин – поліолефінів, простих ефірів, спиртів, сульфонатів або полістиролсульфонатних ефірів. . На другому етапі введіть негативно заряджені функціональні групи, такі як карбоксильні групи, групи сульфонової кислоти та полімерні бічні ланцюги з хорошою спорідненістю до води, у масляну або водну систему розчинників. Отримують кінцевий продукт з потрібними властивостями. Справжні полікарбоксилатні суперпластифікатори можуть бути бінарними, потрійними або четвертинними сополімерами.
2. Сировина: акрилова кислота, метакрилова кислота, малеїновий ангідрид, ітаконова кислота, гідроксіетилакрилат, гідроксиетилметакрилат, вінілсульфонат натрію, 2-пропенілсульфонат натрію, 2-акриламідо-2-метилпропансульфонат (AMPS) , ефіри моногідроксиполіетиленгліколю (PEG 600, PEG 1000, PEG 1500), персульфат натрію, персульфат амонію, перекис водню тощо. Усі ці матеріали є комерційно доступними промисловими хімікатами. Метод синтезу: відповідно до вимог молекулярного дизайну змішайте різні мономери в бажаному співвідношенні, поетапно додайте їх до реакційної ємності разом із регуляторами молекулярної маси та розчинниками, замініть повітря в реакційній ємності газоподібним азотом і нагрійте до 75–90 градусів. під захистом азоту. Одночасно додайте розчин, що містить ініціатор та інші кополімерні мономери, і полімеризуйте протягом 6-8 годин при перемішуванні. Після завершення полімеризації отримують в'язкий розчин сополімеру. Відрегулюйте pH до нейтрального за допомогою розведеного розчину лугу та доведіть вміст твердої речовини приблизно до 30%.
3. Молекулярна структура полікарбоксилатних суперпластифікаторів гребінчаста, з гідрофільними активними групами на бічних ланцюгах і довгими ланцюгами з великою кількістю таких груп. На основі цього принципу вибрано три різні мономери: малеїновий ангідрид як ненасичену кислоту, вінілсульфонат як ланцюгову вуглеводневу речовину та метилакрилат як неіонний мономер. Ці матеріали очищені, а в якості ініціатора використовується K2SO4. Кополімеризацію проводять у чотиригорлій колбі, обладнаній термометром, краплинною лійкою та зворотним холодильником. Додають дистильовану воду і реакційну суміш нагрівають при перемішуванні. Мономери поетапно додають у краплинну лійку зі зворотним холодильником протягом 4 годин. Отримують продукт і вимірюють його плинність.
4. Сировина: малеїновий ангідрид, амідні мономери, персульфат амонію, 30% перекис водню, гідроксид натрію та реактиви хімічної чистоти. Метод синтезу: Синтез здійснюється за допомогою реакції вільнорадикальної кополімеризації з використанням композитної системи ініціаторів персульфату амонію та 30% перекису водню. Полімеризацію у воді проводять при 102–110 градусах протягом приблизно 8 годин, утворюючи світло-жовтий прозорий розчин як продукт.