מצב הפיתוח של חומרי פלסטיק-על של פוליקרבוקסילטים

מצב פיתוח של חומרי פלסטיק-על של פוליקרבוקסילטים

1. חומר פלסטי-על רקע, כפי שהשם מרמז, הוא תערובת בטון שיכולה להפחית את צריכת המים של ערבוב תוך שמירה על אותה שקיעה של בטון. ה-Superplasticizer המוקדם ביותר בעולם הוא סודיום lignosulfonate, שהופק מנוזל פסולת עיסת בתחילת שנות ה-30 של המאה ה-20, אך קצב הפחתת המים נמוך.

לאחר מכן, ד"ר קניצ'י האטורי מיפן השתמש תחילה בעבוי הפורמלדהיד של נפתלין סולפונט כחומר מפיץ בטון, ולאחר מכן הופיעו עיבוי מלמין סולפונט פורמלדהיד וחומרי-על בטון אחרים של קונדנסט סולפונט ופורמלדהיד. בהשוואה לדור הראשון של חומרי פלסטיק-על, קצב הפחתת המים השתפר מאוד, אך השפעת שימור השפל גרועה ותהליך המוצר אינו יציב.

בתחילת שנות ה-80 פותח על ידי יפן גם הדור האחרון של חומרי פלסטיק-על - חומרי פלסטי-על של חומצה פוליקרבוקסילית. בהשוואה לשני הדורות הקודמים של חומרי פלסטיק, לחומצה הפוליקרבוקסילית יש מינון נמוך, שיעור הפחתת מים גבוה, אובדן שפל קטן לאורך זמן והשפעת שיפור משמעותית. יחד עם זאת, יש לו יתרונות רבים כמו שמירה על סביבה ירוקה ויציבות מוצר טובה, והוא מהווה כיום את התוכן החדיש ביותר בעולם, התוכן הטכנולוגי הגבוה ביותר, פוטנציאל היישום הטוב ביותר והביצועים המקיפים הטובים ביותר של פלסטייזר בטון.

2. מנגנון הפעולה של חומר פלסטי-על של פוליקרבוקסילאט 1

מנקודת המבט של המבנה המולקולרי, פלסטייזר החומצה הפוליקרבוקסילית הוא סוג מסרק, עם מספר קבוצות פעילות בשרשרת הראשית, קוטביות חזקה ומקטעי פוליאתר הידרופיליים בשרשראות הצדדיות, ביניהם מקטעי הפוליאתרים בעלי ההידרופיליות ארוכים יותר והמספר גדול יותר. , בעוד שהמקטעים המולקולריים בעלי הידרופוביות קצרים יותר והמספר קטן יותר. למבנה הקישור של פוליאתילן (הידוע גם בשם שרשרת השתל) בשרשרת הצדדית של הפולימר יש השפעה משמעותית על קצב הפחתת המים והצניחה, שיכולה לעכב את אובדן השפל במידה רבה.

כמקרומונומר הנפוץ ביותר של חומר פלסטי פוליקרבוקסילאט, המבנה המולקולרי של HPEG2400 הוא כדלקמן:
CH2=CH(CH3) (OCH2CH2)n OH

הוא מתקבל על ידי אלכוהול אליל כסוכן המוצא, בתנאים קטליטיים אלקליים, ותוספת פתיחת הטבעת של תחמוצת אתילן, כך שהוא נקרא גם אתאוקסיאתילן אתתר אליל אלכוהול. יש לו אותם מאפיינים מבניים כמו פעילי השטח הנפוצים שלנו המשמשים בניקוי ובתחומים אחרים, כגון אלכוהול שומני ethoxyethylene ether AEO ו-MOA, כך שהוא יכול להיקרא גם פעיל שטח. לאחר מכן, הוא משמש כמתנע להגיב עם חומצות בלתי רוויות כגון חומצה אקרילית ואנהידריד מאלאית כדי להשיג חומר פלסטי-על של חומצה פולי-קרבוקסילית.
מנגנון הפעולה שלו דומה גם לזה של חומרים פעילי שטח: הוא מעכב או הורס את מבנה הצפצופים של חלקיקי צמנט באמצעות פעולת פעילי שטח, קומפלקס, דחייה אלקטרוסטטית ודחייה סטריאו-סטריאו. השפעת הפיזור והייצוב של חומר פלסטי-על של פוליקרבוקסילאט היא בעיקר תוצאה של האינטראקציה בין הפרעה סטרית ודחייה אלקטרוסטטית. ביניהם, דחייה אלקטרוסטטית מספקת פיזור ראשוני והפרעה סטרית מספקת שימור זרימה.

בתהליך הסינתזה מכניסים מקטעי תחמוצת פרופילן, והמולקולה משתנה ממבנה פוליאוקסיאתילן למבנה פוליאתר. בשל המספר הגדול של מבני שרשרת מסועפים שהוכנסו למקטע תחמוצת הפרופילן, לחומר פלסטי-על הפוליקרבוקסיליט המיוצר על ידי TPEG יש יתרונות מסוימים על פני HPEG במונחים של קצב הפחתת המים ושימור השקיעה.
2. השוואת ביצועים של סוגים שונים של חומרי פלסטייזר על

3. מאפייני ביצועים של חומר פלסטי-על חומצה פוליקרבוקסילית 1, תכולת מוצק 38-40%, PH6-7, מינון נמוך, שיעור הפחתת מים גבוה, שיעור הפחתת מים של יותר מ-30%;
2. כאשר השפל קל, ההפסד קטן, ושיעור אובדן השפל של בטון מוכן הוא פחות מ-5% ב-1h ופחות מ-10% ב-2h;
3. אפקט השיפור הוא משמעותי, חוזק הלחיצה התלת-ממדי של בטון גדל ב-50~110%, חוזק הלחיצה של ה-28D גדל ב-40-80% וחוזק הלחיצה של 90D גדל ב-30-60%;
4. יכולת העיבוד של הבטון מצוינת, אין הפרדה ונזילות מים ומראה הבטון וצבעו אחידים. בשימוש להכנת בטון בדרגה גבוהה, לבטון יש לכידות טובה וקל לערבב;
5. תכולת הגז מתונה, אין השפעה שלילית על מודול האלסטי של בטון, ועמידות הכפור והעמידות טובים;
6. זה יכול להפחית את חום ההידרציה בשלב המוקדם של המלט, אשר תורם לבטון בנפח גדול ולבניית קיץ;
7. יכולת הסתגלות מעולה, תאימות טובה של מלט ותערובת, יכולת הסתגלות טובה לטמפרטורה ותאימות טובה עם זנים שונים של מלט ותערובת;
8. הצטמקות נמוכה, שיכולה להפחית משמעותית את הצטמקות הבטון, ועמידות ההקפאה-הפשרה ועמידות הפחממה טובים משמעותית מאלו של בטון רגיל; לשפר באופן משמעותי את היציבות הנפחית ואת העמידות לטווח ארוך של בטון;
9. תכולת האלקליות נמוכה מאוד, ותכולת האלקליין היא פחות או שווה ל-0.2%, מה שיכול למנוע ביעילות את התרחשות של תגובה מצטברת אלקלית;
10. למוצר יציבות טובה, לא מתרחשת תופעת ריבוד ומשקעים במהלך אחסון לטווח ארוך, ואין משקעי התגבשות בטמפרטורה נמוכה;
11. המוצר ירוק וידידותי לסביבה, אינו מכיל פורמלדהיד, והוא מוצר ידידותי לסביבה;
12. היתרונות הכלכליים טובים, העלות הכוללת של הפרויקט נמוכה מזו של סוגי מוצרים אחרים וניתן לחסוך במלט ב-15-25% באותם תנאי חוזק.

3. תחזית שוק

אם לשפוט על פי מצב השוק הנוכחי, הביקוש השנתי של סין לחומצות-על של חומצה פוליקרבוקסיל הוא בין 4 מיליון טון ~ 5 מיליון טון. יחד עם זאת, עם ההשקעה המתמשכת בפרויקטים רחבי היקף של הממשלה הלאומית כמו רכבת מהירות ורכבת תחתית, הביקוש עולה בהתמדה. כחומר גלם מרכזי לסינתזה של חומרי פלסטיק-על, הביקוש למונומרים גדולים של חומרי פלסטיק-על הוא כ-600,000 טון בשנה. סדרה של תנאים נוחים כמו ביקוש גדול בשוק, תהליך סינתזה פשוט, מתאים לייצור בקנה מידה גדול, עלות נמוכה ושמירה על איכות הסביבה ירוקה גרמו לחומצות-על של חומצה פוליקרבוקסיל להתפתח במהירות.