Tre teknologiske formuleringer af moderlud af polycarboxylisk superplasticizer

Tre metoder til syntetisering af polycarboxylat-superplastificeringsmidler

1. Funktionaliseringsmetode efter polymeriseringDenne metode involverer primært modifikation af eksisterende polymerer. Typisk podes kendte molekylvægtspolycarboxylater med polyethere gennem esterificering under påvirkning af en katalysator ved høje temperaturer, hvilket danner podecopolymerer. Denne metode er imidlertid begrænset af mangfoldigheden og specifikationer af tilgængelige polycarboxylatprodukter, hvilket gør det udfordrende at justere sammensætning og molekylvægt. Derudover er kompatibiliteten mellem polycarboxylater og polyethere under fremstillingen dårlig, hvilket gør esterificeringsoperationer vanskelige. Efterhånden som esterificeringen skrider frem, frigives vand kontinuerligt, hvilket kan føre til faseadskillelse.

Typisk synteseproces: Brug af alkoxyamin H2N(BO)-R som reaktant til podning med polycarboxylater (hvor BO repræsenterer en alkylenoxidgruppe,ner et heltal, og R er en C1-C4-alkylgruppe), sikrer opløseligheden af ​​polycarboxylater i alkoxyamin en grundig imiddannelse. Under reaktionen er mængden af ​​aminreaktant typisk 10% til 20% af det molære antal -COOH-grupper. Først opvarmes reaktionsblandingen til over 150 grader og reageres i 1,5 til 3 timer. Derefter reduceres temperaturen til 100 grader til 130 grader, og en katalysator tilsættes for at reagere i yderligere 1,5 til 3 timer for at opnå det ønskede produkt.

2. In situ polymerisations- og podningsmetodeDenne metode overvinder manglerne ved postpolymerisationsfunktionaliseringsmetoden ved at anvende polyethere som reaktionsmedium for carboxylsyrebaserede umættede monomerer. Processen integrerer polymerisation og esterificering og undgår derved kompatibilitetsproblemer mellem polycarboxylater og polyethere.

Typisk synteseproces: En blanding af akrylsyremonomer, kædeoverførselsmiddel og initiator tilsættes gradvist til en vandig opløsning af methoxypolyethylenglycol med en relativ molekylvægt på 2000. Reaktionen sker ved 60 grader i 45 minutter. Temperaturen hæves derefter til 120 grader, og under nitrogenbeskyttelse fjernes vandet kontinuerligt (ca. 50 minutter). En katalysator tilsættes, og temperaturen øges til 165 grader i 1 time, hvilket fører til yderligere podning og opnåelse af slutproduktet.

Mens denne metode tillader kontrol af polymerens molekylvægt, kan hovedkæden generelt kun bestå af monomerer, der indeholder -COOH-grupper. Ellers bliver podning vanskelig. Derudover er podningsreaktionen en reversibel ligevægtsreaktion, og det indledende system indeholder en stor mængde vand, hvilket gør podningsgraden lav og svær at kontrollere. Denne metode er enkel i forhold til proces og har lave produktionsomkostninger, men giver udfordringer i molekylært design.

3. Direkte copolymerisation af polymeriserbare monomererDenne syntesemetode involverer typisk fremstilling af makromonomerer med polymeriserbar aktivitet, såsom methoxypolyethylenglycolmethacrylat. Et specifikt forhold mellem monomerer blandes derefter og udsættes for opløsningspolymerisation for at opnå det endelige produkt. Nøglen til denne synteseproces ligger i fremstillingen af ​​den aktive makromonomer, som kræver relativt komplekse adskillelses- og oprensningstrin, hvilket resulterer i højere omkostninger.

Typisk synteseproces: I en glasreaktionsbeholder udstyret med termometer, omrører, dråbetragt, nitrogenindløb og tilbagesvaler tilsættes 500 vægtdele vand. Opløsningen deoxygeneres ved omrøring under en nitrogenatmosfære og opvarmes derefter til 80 grader. Over 4 timer, en monomeropløsning bestående af 250 dele kortkædet methoxypolyethylenglycolmethacrylat (EO-additionsnummer=4), 50 dele langkædet methoxypolyethylenglycolmethacrylat (EO-additionsnummer=23) , 200 dele methacrylsyre, 150 dele vand og 13,5 dele kædeoverføringsmiddel (3-mercaptopropionsyre) tilsættes gradvist. Samtidig tilsættes 40 dele af en 10% ammoniumpersulfat vandig opløsning. Efter at tilsætningen er afsluttet, tilsættes yderligere 10 dele af en 10% vandig ammoniumpersulfatopløsning i løbet af 1 time, og reaktionen opretholdes i 1 time. Slutproduktet er en polymeropløsning med en vægtgennemsnitlig molekylvægt på 15,000.