تجزیه و تحلیل مختصر فناوری ماکرومونومر پلی اتر فوق روان کننده پلی کربوکسیلات

تجزیه و تحلیل مختصر فناوری ماکرومونومر پلی اتر فوق روان کننده پلی کربوکسیلات

چکیده: فوق روان کننده پلی کربوکسیلات نوع جدیدی از فوق روان کننده سازگار با محیط زیست است که نقطه داغی در تحقیقات فوق روان کننده ها در داخل و خارج از کشور است. در حال حاضر، ماکرومنومرهای پلی اتر مورد استفاده در فرآیند تولید فوق روان کننده های پلی کربوکسیلات، عمدتاً ماکرومنومرهای MPEG، ماکرومنومرهای APEG، ماکرومنومرهای TPEG و ماکرومنومرهای HPEG هستند. این مقاله عمدتاً به معرفی انواع ماکرومنومرهای پلی اتر تولید شده توسط فوق روان کننده های پلی کربوکسیلات می پردازد و فرآیند تولید و عوامل کنترل سه نوع ماکرومنومر پلی اتر را معرفی می کند.

معرفی

بتن مصالح ساختمانی اصلی در جهان امروز است و شاخص های عملکرد آن تا حد زیادی تحت تأثیر عوامل کاهنده آب قرار دارد. فوق روان کننده پلی کربوکسیلات نسل جدیدی از فوق روان کننده با بهترین اثر امروزی است و در بتن های راه آهن، حمل و نقل ریلی و سایر بتن های ساختمانی کاربرد فراوانی دارد. در سال های اخیر به عنوان یک حامل مواد اولیه که باید در تولید فوق روان کننده های پلی کربوکسیلات مورد استفاده قرار گیرد، فوق روان کننده های پلی کربوکسیلات و ماکرومنومرهای پلی اتر به سرعت در کشور من و حتی در جهان توسعه یافته اند و به رکن اصلی در تحقیقات و کاربرد آنها تبدیل شده اند. فوق روان کننده ها جهت تحقیق عمدتاً در ساختار ماکرومنومر مصنوعی و شرایط فرآیند سنتز منعکس می شود.

1 انواع ماکرومنومرهای پلی اتر

با توسعه اقتصاد و جامعه، ماکرومنومرهای پلی اتر مورد استفاده در سنتز فوق روان کننده های پلی کربوکسیلات در چین از MPEG اصلی (پلی اتیلن گلیکول مونو متیل اتر) به APEG فعلی (آلیل پلی اکسی اتیلن اتر)، TPEG (پرنیل پلی اکسی اتیلن اتر) و HPEG توسعه یافته اند. (متالیل پلی اکسی اتیلن اتر) که ماکرومنومرهای TPEG و HPEG بیشترین سهم بازار داخلی را به خود اختصاص داده اند.

عامل کاهنده آب مصنوعی MPEG به طور کلی شامل دو پیوند پلیمریزاسیون و استری شدن است و از آنجایی که MPEG را نمی توان به طور کامل استری کرد، MPEG باقی مانده در محصول تا حد زیادی بر عملکرد کاربرد عامل کاهنده آب تأثیر می گذارد و در نتیجه کیفیت محصول ناپایدار می شود.

عامل کاهنده آب مصنوعی APEG را می توان با پلیمریزه کردن آن با محلول مونومر آغازگر تهیه کرد. با این حال، APEG فعالیت پلیمریزاسیون ضعیفی دارد و مقدار زیادی باقیمانده مشابه مونومر MPEG دارد. عملکرد عامل کاهنده آب به دست آمده ناپایدار است و خروجی فعلی سال به سال در حال کاهش است.

عوامل کاهش دهنده آب مصنوعی TPEG و HPEG به انواع اصلی در بازار داخلی تبدیل شده اند. آنها فعالیت پلیمریزاسیون خوب و سرعت کاهش آب خوبی دارند. تکنولوژی بسیار بالغ شده است.

2 فرآیند تولید ماکرومونومر پلی اتر

پس از نزدیک به صد سال توسعه، فرآیند تولید ماکرومونومر پلی اتر به یک فناوری نسبتاً بالغ تبدیل شده است. این فرآیند به واکنش افزودن پلیمریزاسیون اکسید اتیلن (EO) به عنوان ماده خام با آغازگرهای مختلف (مانند اتیلن گلیکول و الکل های چرب حاوی هیدروژن فعال در مولکول) تحت تأثیر کاتالیزورها برای تولید مشخصات مختلف محصولات ماکرومونومری پلی اتر اشاره دارد. ویژگی های این نوع فرآیند تولید عمدتاً عبارتند از: ① فرآیند واکنش شامل: جایگزینی نیتروژن، تغذیه، پیش واکنش، واکنش، پخت، تخلیه، تخلیه، شستن کتری (اختیاری) و مراحل دیگر. ② واکنش یک واکنش گرمازا قوی است (گرمای واکنش حدود 2140 کیلوژول بر کیلوگرم EO است). ③ واکنش یک واکنش دسته ای است و محصول ویسکوزیته بالایی دارد و به راحتی مسدود می شود. ○ 4 ماده خام واکنش حاوی گاز اکسید اتیلن (EO) (قابل اشتعال، انفجاری و بسیار سمی) است که احتمال وقوع آن پس از نشت بسیار زیاد است.

بر اساس ویژگی های فرآیند تولید، فناوری تولید آن نیز دستخوش بهبود مستمر شده است و فناوری همزن سنتی، فناوری تولید اسپری و فناوری تولید جت حلقه را تجربه کرده است.

2.1 راکتور همزن سنتی

در راکتور همزن سنتی، EO مایع از طریق توزیع کننده در پایین مخزن حباب می زند و با عامل شروع کننده تحت عمل همزن واکنش می دهد و گرمای واکنش توسط ژاکت خنک کننده و سیم پیچ خنک کننده داخلی حذف می شود. راکتور همزن سنتی دارای کاستی های آشکار است: ① اکسید اتیلن فاز مایع واکنش نداده ممکن است در مخزن انباشته شود. هنگامی که واکنش شروع می شود، به سرعت گرمازا می شود و منجر به افزایش ناگهانی دما و فشار می شود و باعث انفجار تجهیزات می شود. ② راکتور مقدار زیادی اکسید اتیلن فاز گاز واکنش نداده در قسمت بالایی انباشته شده است و با قسمت چرخان همزن در تماس است که ممکن است باعث خود پلیمریزاسیون یا تولید الکتریسیته ساکن یا جرقه در قسمت های چرخان شود و خطر ایجاد کند. ; ③ از آنجایی که تماس بین مواد در اکسید اتیلن است هنگام ورود به مخزن برای تبخیر و حباب زدن، تماس بین ماده واکنش و کاتالیزور ناهموار است و در نتیجه واکنش‌دهنده‌های جانبی تشکیل می‌شود. ④ سرعت واکنش کم است، ماده برای مدت طولانی در دمای بالا باقی می ماند و رنگ محصول عمیق می شود.

بنابراین، پروژه های جدید داخلی معمولاً از راکتورهای همزن سنتی استفاده نمی کنند.