Borida 기술자는 폴리카르복실산 수퍼플라스티사이저의 작용 메커니즘과 제조 원리를 분석합니다.

우리는 콘크리트 엔지니어링에 폴리카르복실레이트 고성능가소제의 적용이 점점 더 널리 퍼지고 있다는 것을 알고 있습니다. 나프탈렌 설포네이트 및 설폰화 멜라민 포름알데히드 축합물과 같은 전통적인 고성능감수제와 비교하여, 폴리카르복실레이트 고성능감수제는 낮은 투입량으로 콘크리트 분산 시스템에 높은 분산성, 유동성 및 안정성을 제공하여 슬럼프 손실을 방지할 수 있습니다. 또한, 산업용 나프탈렌의 가격 상승, 나프탈렌 기반 고성능감수제의 긴 생산주기, 심각한 환경 오염으로 인해 폴리카르복실레이트 기반 고성능감수제의 적용이 필수적입니다. 그러나 폴리카르복실레이트 고성능가소제의 작용 메커니즘과 제조 원리를 알고 계십니까?

폴리카르복실레이트 고성능가소제의 연구 진행, 특히 제조 원리, 작용 메커니즘 및 관련 측면에 대한 포괄적인 리뷰는 상대적으로 적습니다. 따라서 Borida는 전문가를 초대하여 폴리카르복실레이트 고성능가소제의 제조 원리, 작용 메커니즘 및 향후 전망에 관한 연구 진행 상황에 대한 검토를 제공합니다.

1. 폴리카르복실레이트 고성능가소제의 제조 원리

폴리카복실레이트 기반 고성능 고성능 수퍼플라스티사이저는 설폰산 그룹, 카복실 그룹, 아미노 그룹 및 폴리옥시에틸렌 측쇄를 갖는 고분자 화합물입니다. 이들은 자유 라디칼 공중합에 의해 수용액에서 합성되어 빗살 모양의 고분자량 계면활성제를 형성합니다.

주요원료: 메타크릴산, 아크릴산, 에틸아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트, 소듐알릴설포네이트, 메틸메타크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 에톡실화폴리에틸렌글리콜아크릴레이트, 알릴에테르 등. 중합 시 수용성 과황산염, 벤조일퍼옥사이드, 아조비스이소부티로니트릴 등의 개시제는 사용된. 사슬 이동제에는 3-머캅토프로피온산, 머캅토아세트산 및 이소프로판올이 포함됩니다.

합성방법: 기계식 교반기, 온도계, 적하장치를 갖춘 반응용기에 단량체용액, 개시제용액, 사슬이동제용액을 적가한다. 중합 단량체를 선택할 때 공중합 반응성 비율을 충분히 고려해야 합니다. 반응 온도는 사용되는 단량체의 유형에 따라 달라지며 일반적으로 0-60도 범위에 속합니다. 단량체 용액을 1-2시간에 걸쳐 적가한 후, 일정한 온도에서 추가로 1-시간 반응시킵니다. 중화를 위해 물을 첨가한 후 제품을 배출한다.

2. 폴리카르복실산염 고성능가소제의 작용 메커니즘

폴리카복실레이트 기반 고성능 고성능감수제는 많은 뛰어난 장점을 지닌 새로운 유형의 고성능감수제이지만 정확한 작용 메커니즘은 아직 완전히 이해되지 않았습니다. 다음은 몇 가지 관점입니다.

지연 효과: 카르복실기는 지연성분으로 작용하여 Ca²⁺ 이온(R-COO⁻–Ca²⁺)과 착물을 형성하여 용액 내 Ca²⁺ 이온의 농도를 감소시키고 Ca(OH)₂의 결정화를 지연시켜 Ca(OH)의 생성을 감소시킵니다. CHS는 겔화되어 시멘트의 수화를 지연시킵니다.

극성 그룹 친화력: 카르복실기(-COOH), 수산기(-OH), 아미노기(-NH2), 폴리옥시알킬렌(-OR)n기는 물과 강한 친화력을 가지고 있습니다. 흡착, 분산, 습윤, 윤활 등의 표면활성 효과를 통해 시멘트 입자에 분산성과 유동성을 부여합니다. 시멘트 입자 사이의 마찰 저항을 줄이고 시멘트-물 경계면에서 자유 에너지를 감소시킴으로써 신선한 콘크리트의 작업성을 향상시킵니다. 동시에, 폴리카르복실산염 화합물은 시멘트 입자 표면에 흡착되어 카르복실산염 이온을 통해 음전하를 부여합니다. 이는 입자 사이의 정전기적 반발력을 유도하여 시멘트 페이스트가 응집되는 경향을 방지하고(DLVO 이론) 시멘트와 물 사이의 접촉 면적을 증가시켜 시멘트의 완전한 수화를 촉진합니다. 시멘트 입자가 분산되는 동안 응집체 내에 갇혀 있던 수분이 방출되어 작업성이 향상되고 혼합수 사용량이 감소됩니다.

입체 방해 효과: 폴리카르복실산염 분자가 빗살모양으로 시멘트 입자 표면에 흡착되어 겔물질 표면에 흡착층을 형성합니다. 시멘트 입자의 고분자 흡착층이 서로 접근하면 고분자 사슬 사이의 입체 장애로 인해 입자가 뭉치는 것을 방지합니다. 이는 폴리카르복실레이트 고성능가소제가 다른 시스템에 비해 분산성이 뛰어난 주요 이유 중 하나입니다.

제타 전위 및 분산 유지: 폴리카르복실레이트계 고성능 고성능 감수제의 분산유지 메커니즘은 시멘트 페이스트의 혼합시간과 제타전위의 관계를 관찰함으로써 이해할 수 있다. 일반적으로 나프탈렌이나 멜라민 기반 고성능 고성능 감수제를 함유한 콘크리트는 60분 후 상당한 슬럼프 손실을 보이는 반면, 폴리카르복실레이트 고성능 감수제를 함유한 콘크리트는 슬럼프 손실이 적습니다. 이러한 차이는 고성능감수제와 시멘트 입자 사이의 흡착 모델이 다양하기 때문에 발생합니다. 고분자량 흡착층과 시멘트 입자 사이의 상호 작용으로 인해 입체적 반발력과 정전기적 반발력이 모두 발생하고 제타 전위에는 거의 변화가 없습니다.

시멘트 분산 메커니즘에 대한 연구에 따르면 이온 반발에 의한 분산을 설명하는 DLVO 이론은 실험 결과와 일치하지 않는 경우가 많습니다. 입체 장애 효과는 시멘트에 대한 폴리카르복실레이트 고성능가소제의 분산 작용을 성공적으로 설명합니다. 폴리머는 시멘트 입자의 표면에 흡착되고 측쇄는 용액 속으로 확장됩니다. 이러한 측쇄는 입체 장애를 생성하여 입자가 밀접하게 접촉하는 것을 방지하여 분산과 안정성을 보장합니다. 이 메커니즘은 오늘날 널리 받아들여지고 있습니다. 곁사슬이 긴 고분자는 제타 전위가 낮고 입체 반발력이 높아 분산성이 우수합니다. 그러나 과도한 측쇄 길이는 분산된 입자의 표면 측쇄 사이의 얽힘을 유발하여 입자 응집을 일으킬 수 있습니다.