Три технолошке формулације матичне течности поликарбоксилног суперпластификатора

Три методе за синтезу поликарбоксилатних суперпластификатора

1. Метода функционализације након полимеризацијеОва метода првенствено укључује модификацију постојећих полимера. Типично, познати поликарбоксилати молекулске масе се калеме са полиетрима естерификацијом под дејством катализатора на високим температурама, формирајући калемљене кополимере. Међутим, овај метод је ограничен разноврсношћу и спецификацијама доступних поликарбоксилатних производа, што чини изазовом прилагођавање састава и молекуларне тежине. Поред тога, током припреме, компатибилност између поликарбоксилата и полиетера је лоша, што отежава операције естерификације. Како естерификација напредује, вода се непрекидно ослобађа, што може довести до раздвајања фаза.

Типичан процес синтезе: Коришћење алкоксиамина Х2Н(БО)–Р као реактанта за калемљење са поликарбоксилатима (где БО представља групу алкилен оксида,nје цео број, а Р је Ц1-Ц4 алкил група), растворљивост поликарбоксилата у алкоксиамину обезбеђује темељно формирање имида. Током реакције, количина амин реактанта је типично 10% до 20% моларног броја –ЦООХ група. Прво, реакциона смеша се загрева до изнад 150 степени и реагује 1,5 до 3 сата. Затим се температура смањује на 100 до 130 степени и додаје се катализатор да реагује још 1,5 до 3 сата да би се добио жељени производ.

2. Ин ситу метода полимеризације и калемљењаОвај метод превазилази недостатке методе пост-полимеризационе функционализације коришћењем полиетера као реакционог медијума за незасићене мономере на бази карбоксилне киселине. Процес интегрише полимеризацију и естерификацију, чиме се избегавају проблеми компатибилности између поликарбоксилата и полиетера.

Типичан процес синтезе: Мешавина мономера акрилне киселине, агенса за пренос ланца и иницијатора се постепено додаје у водени раствор метокси полиетилен гликола са релативном молекулском тежином од 2000. Реакција се одвија на 60 степени током 45 минута. Температура се затим подиже на 120 степени, а под заштитом азота вода се непрекидно уклања (око 50 минута). Додаје се катализатор и температура се повећава на 165 степени у трајању од 1 сата, што доводи до даљег калемљења и добијања коначног производа.

Док овај метод омогућава контролу молекулске тежине полимера, главни ланац се генерално може састојати само од мономера који садрже –ЦООХ групе. У супротном, калемљење постаје тешко. Поред тога, реакција калемљења је реверзибилна реакција равнотеже, а почетни систем садржи велику количину воде, што чини степен калемљења ниским и тешким за контролу. Овај метод је једноставан у смислу процеса и има ниске трошкове производње, али представља изазове у молекуларном дизајну.

3. Директна кополимеризација мономера који се могу полимеризоватиОва метода синтезе обично укључује припрему макромономера са активношћу која се може полимеризати, као што је метокси полиетилен гликол метакрилат. Одређени однос мономера се затим меша и подвргава полимеризацији у раствору да би се добио коначни производ. Кључ за овај процес синтезе лежи у припреми активног макромономера, који захтева релативно сложене кораке раздвајања и пречишћавања, што резултира већим трошковима.

Типичан процес синтезе: У стаклену реакциону посуду опремљену термометром, мешалицом, левком за капање, улазом за азот и рефлукс кондензатором, додаје се 500 тежинских делова воде. Раствор се деоксигенише мешањем у атмосфери азота и затим загрева на 80 степени. Током 4 сата, раствор мономера који се састоји од 250 делова кратколанчаног метокси полиетилен гликол метакрилата (ЕО адициони број=4), 50 делова метокси полиетилен гликол метакрилата дугог ланца (ЕО адициони број=23) , 200 делова метакрилне киселине, 150 делова воде и 13,5 делова средства за пренос ланаца (3-меркаптопропионска киселина) се постепено додаје. Истовремено се додаје 40 делова 10% воденог раствора амонијум персулфата. Након што је додавање завршено, додато је додатних 10 делова 10% воденог раствора амонијум персулфата током 1 сата и реакција је одржавана 1 сат. Коначни производ је раствор полимера са просечном молекулском тежином од 15,000.