पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र के गुण, अनुप्रयोग और उत्पादन तकनीक

पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र एक प्रकार का बहुलक है जो कार्बोक्सिल समूह वाले असंतृप्त मोनोमर और अन्य कार्यात्मक समूह वाले असंतृप्त मोनोमर से बना होता है। यह पानी की कमी, ढहने से सुरक्षा और पर्यावरण संरक्षण में कंक्रीट का उत्कृष्ट प्रदर्शन कर सकता है। पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड उच्च प्रदर्शन जल कम करने वाला एजेंट कम सामग्री, उच्च जल कम करने की दर, नियंत्रणीय आणविक केमिकलबुक संरचना, अच्छा फैलाव, हरित पर्यावरण संरक्षण, मजबूत अनुकूलनशीलता और अन्य फायदे, बड़ी संख्या में विद्वानों और विशेषज्ञों के ध्यान और अनुसंधान द्वारा, विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इंजीनियरिंग निर्माण, इस प्रकार कंक्रीट मिश्रण के भविष्य के विकास की प्रवृत्ति बन गई है। कंक्रीट के क्षेत्र में पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र का अनुसंधान एक अपरिहार्य आवश्यकता है।

सीमेंट घोल में, पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र के फैलाव तंत्र को आमतौर पर स्टेरिक बाधा की मुख्य भूमिका माना जाता है, इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण एक माध्यमिक भूमिका है, इसके अलावा, कैल्शियम आयन कॉम्प्लेक्स और हाइड्रेशन फिल्म स्नेहन भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। जब पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र अणु पहली बार सीमेंट कणों के संपर्क में आते हैं, तो पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टाइज़र अणुओं की नकारात्मक रूप से चार्ज की गई मुख्य श्रृंखला को सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए सीमेंट कणों की सतह पर सोख लिया जा सकता है, यानी, "एंकरेज" घटना होती है, जबकि लंबी पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र अणुओं की साइड चेन सीमेंट घोल के शरीर के तरल चरण में फैलती है, जिससे एक निश्चित मोटाई के साथ सोखने वाली परत बनती है। इसी समय, सीमेंट घोल के शरीर के तरल पदार्थ में फैलने वाले पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र अणुओं की लंबी साइड चेन एक त्रि-आयामी और क्रॉस संरचना बना सकती है। जब सीमेंट के कण एक-दूसरे की ओर बढ़ते हैं, तो सोखने की परत ओवरलैप हो जाती है, और ओवरलैप रेंज जितनी बड़ी होती है, सीमेंट कणों के बीच प्रतिकर्षण प्रभाव उतना ही अधिक होता है, जिससे सीमेंट कणों के फैलाव में सुधार होता है। संबंधित अध्ययनों से पता चलता है कि सीमेंट कणों की सतह पर बनने वाली पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र की आणविक सोखने वाली परत जितनी मोटी होगी, सीमेंट कणों के फैलाव में सुधार के लिए उतना ही फायदेमंद होगा। इसलिए, पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र के फैलाव तंत्र में स्टेरिक बाधा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

FIG. 1 shows the steric hindrance of polycarboxylic acid superplasticizer. Electrostatic repulsion theory polycarboxylic acid superplasticizer molecules contain anionic groups (such as sulfonic acid and carboxylic acid radicals, etc.), and in the early hydration process of cement, the surface of cement particles contains positive charges, so anionic polycarboxylic acid superplasticizer molecules adsorbed to the surface of positively charged cement particles. Some polar groups of polycarboxylic acid superplasticizer molecules adsorbed on the surface of cement particles are in the liquid phase. At the same time, after ionization, the hydrophilic groups adsorbed on the surface of cement particles contain the same electrical charge, forming a double electric layer. According to the relevant research results, the electrostatic repulsion force is in the order from large to small: -- SO3-> -- COO-> -- O->-- ओह. कैल्शियम आयनों का संयोजन चित्र 2 में कैल्शियम आयनों के संयोजन तंत्र के एक योजनाबद्ध आरेख के रूप में दिखाया गया है। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, सीमेंट घोल में कैल्शियम आयन पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र अणुओं में कार्बोक्जिलिक एसिड रेडिकल्स के साथ बातचीत करके कैल्शियम समन्वय परिसरों का निर्माण कर सकते हैं, तरल चरण में कैल्शियम आयनों की एकाग्रता को कम कर सकते हैं, सीएचएस जेल कणों के गठन को कम कर सकते हैं, इस प्रकार धीमा हो सकते हैं। सीमेंट की जलयोजन दर, सीमेंट के जलयोजन को रोकना, और सीमेंट कणों के फैलाव प्रदर्शन में सुधार करना। पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र में कार्बोक्जिलिक एसिड आयनों की सामग्री जितनी अधिक होगी, यानी, आयन चार्ज घनत्व जितना अधिक होगा, सीमेंट कणों की फैलाव संपत्ति में काफी सुधार किया जा सकता है।

अंजीर। 2 पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टाइज़र की इलेक्ट्रोस्टैटिक क्रिया को दर्शाता है। चिकनाई करने वाले पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र की आणविक संरचना में कार्बोक्सिल, सल्फोनिक एसिड और ईथर समूह होते हैं, और इसकी हाइड्रोफिलिक क्षमता बहुत मजबूत होती है। जब पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र को सीमेंट के घोल में मिलाया जाता है, तो नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कार्बोक्जिलिक एसिड समूह और सल्फोनिक एसिड समूह को सीमेंट कणों की सतह पर सीधे सोख लिया जाता है। पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र अणुओं में ध्रुवीय समूह हाइड्रोजन बांड बनाने के लिए पानी के अणुओं से जुड़े होते हैं, और हाइड्रोजन बांड बल पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टाइज़र अणुओं और सीमेंट कणों के बीच गठित वैन डेर वाल्स बल से अधिक मजबूत होता है, इसलिए एक स्थिर, त्रि-आयामी , और विलायक जल फिल्म की एक निश्चित शक्ति बनती है (जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है)। सॉल्वेशन फिल्म की इस परत से सीमेंट कणों के बीच सीधे संपर्क की संभावना कम हो जाती है, यानी हाइड्रेशन फिल्म सीमेंट कणों के बीच चिकनाई प्रभाव निभाती है और सीमेंट कणों के संघनन को नष्ट कर देती है, जिससे सीमेंट घोल के प्रवाह प्रदर्शन में सुधार होता है।

अंजीर। 3 पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टाइज़र का स्नेहन प्रभाव दिखाता है। वर्तमान में, पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड उच्च प्रदर्शन वाले वॉटर रिड्यूसर को तैयार करने के लिए अक्सर निम्नलिखित तीन विधियों का उपयोग किया जाता है। (1) पॉलिमराइज़ेबल मोनोमर प्रत्यक्ष कोपोलिमराइज़ेशन विधि यह विधि पहले पॉलिमराइज़ेबल असंतृप्त बड़े मोनोमर को तैयार करने के लिए असंतृप्त कार्बोक्जिलिक एसिड मोनोमर को (मेथॉक्सी) पॉलीइथाइलीन ग्लाइकोल के साथ प्रतिक्रिया करती है, और फिर पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड उच्च प्रदर्शन वाले वॉटर रिड्यूसर को तैयार करने के लिए इसे असंतृप्त छोटे आणविक मोनोमर के साथ कोपोलिमराइज़ करती है। (2) पोस्ट-पॉलीमराइजेशन फंक्शनलाइजेशन विधि यह विधि मौजूदा पॉलिमर को संशोधित करने के लिए है। सबसे पहले, पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड केमिकलबुक होमोपोलिमराइजेशन या समाधान में असंतृप्त कार्बोक्जिलिक एसिड मोनोमर के कोपोलिमराइजेशन द्वारा तैयार किया जाता है; दूसरे, उत्प्रेरक की क्रिया के तहत, तैयार पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड और (मोनोमेथिल) पॉलीथर को संघनन प्रतिक्रिया के माध्यम से पॉलीकार्बोक्जिलिक एसिड की मुख्य श्रृंखला में ग्राफ्ट किया गया। (3) इन-सीटू पोलीमराइज़ेशन और ग्राफ्टिंग विधि यह विधि मुख्य श्रृंखला पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया और साइड लिंक शाखा प्रतिक्रिया को एक ही समय में पूरा करना है, मुख्य उद्देश्य पोस्ट-पॉलीमराइज़ेशन फ़ंक्शनलाइज़ेशन विधि की कमियों में सुधार करना है। पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र को बेंज़ॉयल पेरोक्साइड (बीपीओ) और एज़ोडिसोब्यूटिरोनिट्राइल (एआईबीएन) को आरंभकर्ता के रूप में और पॉलीथर को प्रतिक्रिया माध्यम के रूप में तैयार किया गया था।