聚羧酸减水剂的生产工艺与原理
外加剂之聚羧酸减水剂的生产工艺与原理是什么？
高分子合成反应的途径有很多。常用的高分子汇聚方式有多种:按照反应机理不同能够分为共聚物(共聚物又包括自由基共聚物和离子共聚物)、加聚、缩聚等;按照汇聚方式不同,自由基共聚物又可分为本体汇聚、分散聚合、飘浮汇聚、乳液聚合四种(其中有些方式可用于缩聚和离子汇聚),各种方式具有不同的优缺点。
高分子合成反应的途径有很多。常用的高分子汇聚方式有多种:按照反应机理不同能够分为共聚物(共聚物又包括自由基共聚物和离子共聚物)、加聚、缩聚等;按照汇聚方式不同,自由基共聚物又可分为本体汇聚、分散聚合、飘浮汇聚、乳液聚合四种(其中有些方式可用于缩聚和离子汇聚),各种方式具有不同的优缺点。
本体汇聚不加其他媒介,仅有单个自身在引发剂、热、光、幅射的功效下开展的汇聚。在本体汇聚体系中,除了单个和引发剂外,有时还可能加少量色料、增塑剂、润滑剂、含量调节剂等助剂。因此,本法的优势是产物纯净,尤其适于高浓度产品(催化剂公司专利)以及制造板材、型材等透明制品的高聚物合成。
分散聚合与本体汇聚相比,分散聚合体系黏度较低,混合和传热较易于,溫度易于操纵,较少疑胶效用,能够防止部分温度过高。但分散聚合因为单个浓度值较低,分散聚合速率较慢,设备生产效率和利用率较低;单个浓度值低和向溶液链转移的结果,使高聚物含量较低;溶液分离回收利用花费高,获取高聚物中残留溶液困难。
飘浮汇聚是单个以小液体状飘浮在水中开展的汇聚。单个中溶有引发剂,一个小液体就相当于本体汇聚的一个单元。从单个液体转变为高聚物固体粒子,中间历经高聚物-单个黏性粒子阶段。为了防止粒子相互黏结在一起,体系中须加入增稠剂,以便在粒子表面形成保护膜。因此飘浮汇聚体系通常由单个、引发剂、水、增稠剂4个基础成分构成。浮汇聚体系黏度低,汇聚热易于从粒子经水媒介根据签壁由夹套冷却水带走,散热和直度操纵比本体浆合、溶液采合易于得多,产品含量及其分布比较稳定;产品含量比落着汇聚高,杂质含量比乳被汇聚产品的少;后处理工序比分散聚合、乳液聚合简单,生产意本较低,粒状树脂能够立即用来加工。
乳液聚合的单个在水媒介中,由乳化剂分散化成乳液状态开展汇聚。乳被汇聚由单个。
水、水溶性引发剂、乳化剂四部分构成。以水作分散介质,质优价廉安全性。乳液的就度与案合物含量及高聚物含量无关,这有利于搅拌、传热和管道输送,有利于连续操作;薬合速本快,同时产物含量高,能够在较低的溫度下汇聚。但是乳液聚合生产成本比飘浮法离,产品中留有乳化剂等,难以完全除尽。
目前合成聚羧酸减水剂主要选用分散聚合方式,其中又细分为有三种具体工艺方式:活性单个共聚物法、汇聚后功能性法和原位汇聚与接枝法。
(1)活性单个共聚物法目前选用较多的汇聚工艺是活性单个共聚物方式。此工艺通常分为两步开展,首先制作具有汇聚活性的有一定侧链长短的大单个,再在引发剂功效下将其与其他单个共聚物,但合成大单个时存在分离纯化过程,且要选择合适的阻聚剂和催化剂以防止大单个制作过程中聚羧酸单个的自聚,尽量提高产率。活性单个共聚物方式的优势是分子结构的可设计性好,主链和侧链的长短可根据活性大单个的制作及调整共聚反应单个的比例与反应条件来操纵。目前,国内外常见研究的合成方式多为此法。具有汇聚活性的大分子单个的制作通常有两种方式:一种是用烯基醇或胺与环氧乙烷、环氧丙烧加成的方式,立即得到具有汇聚双键封端的聚乙二醇酶,如烯丙基聚乙二醇酵,这种大单个通常都由聚酶原材料工厂生产,立即提供给聚羧酸生产工厂;另一种是用不饱和羧酸(或酸酔)与聚乙二醇单甲酥根据酯化的方式,选用封端的聚乙二醇单甲酶(MPEG)与(甲基)丙烯酸开展酯化反应能够得到转化率高的甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯大单个,防止交联等副反应发生。早期也有选用聚乙二醇取代MPEG,但因为在大分子制作过程中易产生交联,性能较差,质量不稳定,现在已经很少选用。
(2)汇聚后功能性法通常选用目前的已知含量的聚羧酸,在催化剂的功效下与聚酶在较高溫度下开展酯化或酰化接枝,得到梳状分子结构的高聚物。该方式存在的问题是目前聚羧酸品种和规格有限,得到适宜构成和含量的高聚物比较困难,但能够按照需要含量的高聚物由专业厂家合成制作。在酯化或酰化过程中生成的水必须根据真空或者高温蒸出,否则不仅会出现相的分离,酯化反应也很难开展完全,选择与聚羧酸相容性较好的聚酶成为合成的关键。但这种方式具有工艺简单、生产过程清洁环保等其他方式难以比拟的优势。据介绍此种方式在欧洲已经得到了广泛选用。
(3)原点汇聚与热聚合法此方式是在碳链汇聚的另外引进侧链,以聚酶作为羧酸类不饱和单体的反映介质,集汇聚与酯化于一体,克服了聚羧酸与聚酶相容性不好的问题。典型工艺为将丙烯酸类单体、链转移剂、引发剂的混合液逐步滴加到甲氧基聚乙二醇的水溶液中,在相应标准下反映制取减水剂。这类方式虽然可以操纵聚合物的分子量,但碳链一般也只能选择含COOH官能团的单体,不然很难热聚合,且这类热聚合反映是一个可逆性平衡反映,反映前可逆性中现有很多的水存在,其热聚合度不容易很高且很难操纵。这类方式工艺简单,生产成本较低,但分子设计比较艰难,目前较少采用。
(3)原点汇聚与热聚合法此方式是在碳链汇聚的另外引进侧链,以聚酶作为羧酸类不饱和单体的反映介质,集汇聚与酯化于一体,克服了聚羧酸与聚酶相容性不好的问题。典型工艺为将丙烯酸类单体、链转移剂、引发剂的混合液逐步滴加到甲氧基聚乙二醇的水溶液中,在相应标准下反映制取减水剂。这类方式虽然可以操纵聚合物的分子量,但碳链一般也只能选择含COOH官能团的单体,不然很难热聚合,且这类热聚合反映是一个可逆性平衡反映,反映前可逆性中现有很多的水存在,其热聚合度不容易很高且很难操纵。这类方式工艺简单,生产成本较低,但分子设计比较艰难,目前较少采用。
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