Sintetični materiali in tehnologija polikarboksilnega superplastifikatorja

Polikarboksilni superplastifikator je polimerna površinsko aktivna snov v obliki glavnika, sintetizirana v vodni raztopini s polimerizacijo prostih radikalov. Sestavljen je iz makromolekularnih spojin, ki vsebujejo sulfonske, karboksilne, hidroksilne in etrske skupine ter polioksietilenske stranske verige. Na podlagi razlik v povezovalnih strukturah glavne verige in stranske verige lahko polikarboksilne superplastifikatorje razvrstimo v dve kategoriji: eno z akrilno kislino ali metakrilno kislino kot glavno verigo, povezano s stranskimi verigami različnih dolžin polietra preko estrskih vezi; drugi z anhidridom maleinske kisline kot glavno verigo, povezan s stranskimi verigami različnih dolžin polietra preko etrskih vezi. Ta klasifikacija je privedla do razvoja serije visoko zmogljivih superplastifikatorjev z različnimi lastnostmi.

Glavne metode sinteze vključujejo cepilno polimerizacijo in situ, funkcionalizacijo po polimerizaciji in direktno kopolimerizacijo monomera. Večina podjetij v naši državi uporablja metodo direktne kopolimerizacije monomera, postopek kopolimerizacije prostih radikalov, ki omogoča prilagodljive prilagoditve molekulske strukture in omogoča cepljenje različnih funkcionalnih skupin. Za proizvodnjo se uporablja napredna, zrela in zanesljiva domača in mednarodna oprema, skupaj z naprednim digitalnim inteligentnim sistemom za spremljanje in nadzor različnih parametrov procesa, ki zagotavlja visoko kakovost izdelkov ob zmanjšani porabi materiala.

Priprava glavnega materiala

Najprej se izmeri voda in jo prečrpa v reakcijski kotel. Nato zaženemo mešalo in ročno dodamo velik monomer (TPEG) ter ga mešamo z vodo s hitrostjo mešanja 60 vrt/min približno 0,5 ure. Nato dodamo odmerjeni natrijev metakrilat sulfonat v reakcijski kotel in mešamo približno 1 uro. Priprava poteka pri sobni temperaturi in tlaku, material pa se popolnoma raztopi, da nastane glavni material. Skupni čas priprave je približno 1,5 ure.

Priprava pomožnih materialov (materiala A in B)

Priprava materiala A:Voda se izmeri in prečrpa v posodo za mešanje materiala A in zažene se mešalo. Nato dodamo odmerjeno akrilno kislino in jo mešamo z vodo pri hitrosti mešanja 60 vrt/min. Po dodajanju akrilne kisline se v rezervoar zaporedoma dodaja odmerjena merkaptopropionska kislina in vitamin C ter enakomerno premeša. Priprava materiala A traja približno 1 uro.

Priprava materiala B:Voda se izmeri in prečrpa v rezervoar za mešanje materiala B ter zažene mešalo. Nato se v rezervoar doda odmerjen amonijev persulfat in zmeša z vodo pri hitrosti mešanja 60 vrt/min. Priprava materiala B traja približno 0,5 ure. Oba materiala sta pripravljena pri sobni temperaturi in tlaku.

Reakcija polimerizacije

Ko so vse surovine pripravljene, se kotliček za reakcijo polimerizacije električno segreje. Ko temperatura doseže 30 stopinj, se začne polimerizacija pod tlakom okolja s kapljanjem materialov A in B v kotliček, ki vsebuje glavni material. Material A kaplja približno 180 minut, material B pa približno 210 minut. Med postopkom kapljanja se temperatura spremlja, da se zagotovi, da ostane med 40–50 stopinjami. Ko sta oba materiala popolnoma dodana, se reakcija nadaljuje pri isti temperaturi še 60 minut. Skupni čas polimerizacije je približno 5,5 ure.

Alkalna nevtralizacija

Po polimerizaciji se v reakcijski kotel doda odmerjena voda in natrijev hidroksid (trdna snov) za reakcijo nevtralizacije, ki traja približno 0,5 ure. Po nevtralizaciji se pH materiala v kotlu prilagodi na približno 7.