폴리카르복실산염 고성능가소제 개발 상황

폴리카르복실산염 고성능가소제 개발 상황

1. 배경고유화제는 이름에서 알 수 있듯이 콘크리트의 슬럼프를 동일하게 유지하면서 혼합 시 물 소비를 줄일 수 있는 콘크리트 혼화제입니다. 세계에서 가장 먼저 사용되는 고성능감수제는 리그노설폰산나트륨으로 20세기 30년대 초반 펄프폐액에서 추출되었으나 수분감소율이 낮다.

이후 일본의 핫토리 켄이치(Kenichi Hattori) 박사가 처음으로 나프탈렌술폰산염의 포름알데히드 축합물을 콘크리트 분산제로 사용한 뒤, 멜라민술폰산염 포름알데히드 축합물과 기타 술폰산염과 포름알데히드 축합물의 콘크리트 감수제가 등장했다. 1세대 고성능감수제에 비해 수분감소율은 크게 향상되었으나 슬럼프 유지효과가 약하고 제품공정이 불안정하다.

80년대 초반에는 최신 세대의 고성능감수제인 폴리카르복실산 고성능감수제도 일본에서 개발되었습니다. 이전 두 세대의 수퍼 가소제와 비교하여 폴리카르복실산 수퍼 가소제는 낮은 투여량, 높은 수분 감소율, 시간 경과에 따른 슬럼프 손실이 적고 상당한 향상 효과를 나타냅니다. 동시에 녹색 환경 보호 및 우수한 제품 안정성과 같은 많은 장점을 가지고 있으며 현재 세계에서 가장 최첨단, 첨단 기술 함량, 최고의 적용 전망 및 콘크리트 고성능감수제의 최고의 종합 성능입니다.

2. 폴리카르복실산염 감수제 1의 작용 메커니즘

분자 구조의 관점에서 볼 때, 폴리카르복실산 초가소제는 빗살형이며 주쇄에 여러 개의 활성 그룹이 있고 극성이 강하며 측쇄에 친수성 폴리에테르 세그먼트가 있으며 그 중 친수성을 갖는 폴리에테르 세그먼트가 더 길고 개수가 더 많습니다. , 소수성을 갖는 분자 세그먼트는 더 짧고 개수도 더 적습니다. 폴리머 측쇄의 폴리에틸렌 링크 구조(그래프트 체인이라고도 함)는 수분 감소율과 슬럼프에 큰 영향을 미치므로 슬럼프 손실을 크게 억제할 수 있습니다.

가장 일반적인 폴리카복실레이트 고성능감수제 거대단량체로서 HPEG2400의 분자 구조는 다음과 같습니다.
CH2=CH(CH3)(OCH2CH2)nOH

알릴알코올을 출발제로 하여 알칼리 촉매조건에서 산화에틸렌 개환 첨가에 의해 얻어지므로 알릴알코올 에톡시에틸렌에테르라고도 합니다. 지방알코올에톡시에틸렌에테르(AEO), MOA 등 우리가 흔히 청소 및 기타 분야에서 사용하는 계면활성제와 동일한 구조적 특성을 갖고 있어 계면활성제라고도 할 수 있습니다. 그 후 아크릴산, 말레산 무수물 등의 불포화산과 반응하여 폴리카르복실산 고성능가소제를 얻는 출발제로 사용됩니다.
그 작용 메커니즘도 계면활성제의 메커니즘과 유사합니다. 계면활성제 작용, 착화, 정전기 반발 및 입체 반발을 통해 시멘트 입자의 응집 구조를 방해하거나 파괴합니다. 폴리카르복실레이트 고성능가소제의 분산 및 안정화 효과는 주로 입체 장애와 정전기적 반발력 사이의 상호 작용의 결과입니다. 그 중 정전기적 반발력은 초기 분산을 제공하고 입체 장애는 흐름 유지를 제공합니다.

합성 과정에서 프로필렌 옥사이드 세그먼트가 도입되고 분자는 폴리옥시에틸렌 구조에서 폴리에테르 구조로 변경됩니다. 프로필렌 옥사이드 세그먼트에 도입된 수많은 분지형 사슬 구조로 인해 TPEG에 의해 생산된 폴리카르복실레이트 고성능 가소제는 물 감소율 및 슬럼프 보존 측면에서 HPEG에 비해 확실한 이점을 가지고 있습니다.
2. 다양한 종류의 고성능감수제 성능 비교

3. 폴리카르복실산 고성능가소제 1의 성능특성, 고형분 함량 38-40%, PH6-7, 저투여량, 높은 수분 감소율, 30% 이상의 수분 감소율;
2. 슬럼프가 가벼우면 손실이 적으며, 레미콘의 슬럼프 손실률은 1시간 내 5% 미만, 2시간 내 10% 미만이다.
3. 강화 효과가 뚜렷하며 콘크리트의 3차원 압축강도는 50~110% 증가하고 28D 압축강도는 40~80% 증가하며 90D 압축강도는 30~60% 증가합니다.
4. 콘크리트의 시공성이 우수하고 편석 및 누수가 없으며 콘크리트의 외관 및 색상이 균일하다. 고급 콘크리트를 제조하는 데 사용하면 콘크리트의 응집력이 좋고 혼합이 쉽습니다.
5. 가스 함량이 적당하고 콘크리트의 탄성률에 악영향이 없으며 내한성과 내구성이 좋습니다.
6. 시멘트의 초기 단계에서 수화열을 감소시킬 수 있어 대용량 콘크리트 및 여름 건축에 도움이 됩니다.
7. 우수한 적응성, 시멘트 및 혼화제의 우수한 상용성, 우수한 온도 적응성 및 다양한 종류의 시멘트 및 혼화제와의 우수한 상용성;
8. 콘크리트의 수축을 크게 줄일 수 있는 낮은 수축률, 동결-융해 저항 및 탄화 저항은 일반 콘크리트보다 훨씬 우수합니다. 콘크리트의 체적 안정성과 장기 내구성을 크게 향상시킵니다.
9. 알칼리 함량이 매우 낮고 알칼리 함량이 0.2% 이하로 알칼리 응집체 반응의 발생을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
10. 제품의 안정성이 우수하고 장기 보관 중에 성층 및 석출 현상이 발생하지 않으며 저온에서 결정 석출이 발생하지 않습니다.
11. 이 제품은 친환경적이고 환경 친화적이며 포름알데히드를 포함하지 않으며 환경 친화적인 제품입니다.
12. 경제적 이익이 좋고 프로젝트의 총비용이 다른 유형의 제품보다 낮으며 동일한 강도 조건에서 시멘트를 15-25% 절약할 수 있습니다.

3. 시장전망

현재 시장 상황으로 볼 때 중국의 폴리카르복실산 고성능가소제에 대한 연간 수요는 400만~500만톤 사이이다. 동시에 고속철도, 지하철 등 정부의 대규모 프로젝트에 대한 지속적인 투자로 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 고성능감수제 합성을 위한 핵심 원료로서 고성능감수제의 대형 단량체에 대한 수요는 연간 약 600,000톤입니다. 대규모 시장 수요, 간단한 합성 공정, 대규모 생산에 적합, 저비용 및 녹색 환경 보호와 같은 일련의 유리한 조건으로 인해 폴리카르복실산 고성능가소제는 급속하게 발전했습니다.