Cosa sono gli inibitori delle incrostazioni dell'acido policarbossilico e i disperdenti e i riduttori d'acqua dell'acido policarbossilico?

Innanzitutto parliamo degli inibitori e dei disperdenti dei policarbossilati. Dalla parola chiave, possiamo capire l'idea generale. Che tipo di agente è? È un agente a base di policarbossilato. Che tipo di sostanza chimica? È un inibitore e disperdente delle incrostazioni per il trattamento dell'acqua. È un polielettrolita a basso peso molecolare. "Poly" si riferisce alla polimerizzazione o aggregazione, il che spiega pienamente la sua caratteristica unica di formarsi insieme. Le sue proprietà di inibizione delle incrostazioni e di dispersione sono correlate al peso molecolare del polimero. Un esempio rappresentativo è il poliacrilato di sodio, dove un peso molecolare compreso tra 2 e 10 milioni funziona come flocculante; un peso molecolare di 10,000–20,000 agisce come disperdente e un peso molecolare di 800–1,000 funziona come inibitore dell'incrostazione. L'inibizione delle incrostazioni e le proprietà di dispersione dei policarbossilati sono anche legate al numero e alla spaziatura dei gruppi carbossilici nella molecola. A parità di peso molecolare, maggiore è il numero di gruppi carbossilici, migliore è l'inibizione delle incrostazioni e le proprietà disperdenti.

Numerosi esperimenti hanno dimostrato che i policarbossilati con pesi molecolari entro un certo intervallo possono prevenire efficacemente la formazione di incrostazioni di carbonato di calcio e solfato di calcio nell'acqua, nonché inibire la deposizione di prodotti di corrosione. Inoltre, disperdono nell'acqua sostanze amorfe insolubili, come terra (sabbia) e polvere, mantenendole in uno stato disperso sospeso nell'acqua. I policarbossilati presentano un effetto soglia, per cui una piccola quantità può inibire il ridimensionamento di centinaia di volte la quantità di ioni calcio e magnesio.

Se utilizzati in combinazione con agenti per il trattamento dell'acqua a base di acido organofosfonico, i policarbossilati dimostrano risultati ancora migliori. Gli agenti per il trattamento dell'acqua a base di policarbossilato sono generalmente non tossici in condizioni di utilizzo standard, avendo quindi un inquinamento minimo per i corpi idrici.

L'agente più misterioso nel trattamento dell'acqua è l'inibitore del calcare e della corrosione. Quando si parla di agenti per il trattamento dell'acqua, ci si riferisce spesso a inibitori di incrostazione e corrosione, disperdenti chelanti, inibitori della formazione di incrostazioni di calcio, ecc. Allora qual è il meccanismo di funzionamento di questi prodotti chimici per il trattamento dell'acqua? Lasciatemi spiegare e, comprendendo questi meccanismi, potrete comprendere indirettamente i principi alla base dei disperdenti delle incrostazioni e dei superfluidificanti policarbossilati.

Effetto di distorsione del reticolo

I policarbossilati con pesi molecolari inferiori a 10,000 hanno una carica superficiale che colpisce i cristalli inorganici. Essendo un polimero anionico, il policarbossilato viene adsorbito sulla superficie di un cristallo di carbonato di calcio in formazione nella sua fase iniziale, interrompendo la normale crescita del cristallo, causando una distorsione del reticolo. I grani diventano più fini, il che a sua volta impedisce la formazione di incrostazioni.

Effetto di solubilizzazione

I policarbossilati sono polimeri anionici che si dissociano in soluzioni acquose per formare legami molecolari caricati negativamente. Questi possono formare complessi stabili e solubili in acqua con gli ioni calcio, aumentando la solubilità delle sostanze incrostanti in acqua. Inoltre tali complessi possono incorporarsi nel reticolo cristallino, trasformando il precipitato in uno stato fluido con elevato potere disperdente.

Effetto di repulsione elettrostatica

I policarbossilati si dissociano in acqua per produrre anioni carichi con forti proprietà di adsorbimento. Questi anioni si adsorbono su particelle di impurità come sporco e polvere presenti nell'acqua, conferendo a queste particelle una carica negativa simile. A causa della repulsione elettrostatica, queste particelle non si aggregano ma rimangono in uno stato disperso, formando una sospensione stabile.

Questi principi spiegano il mistero dietro il funzionamento degli inibitori delle incrostazioni e della corrosione, dei disperdenti chelanti e dei superfluidificanti a base di policarbossilati. I superfluidificanti policarbossilati sono in realtà un ramo specifico degli inibitori e disperdenti dei policarbossilati. Possiedono le stesse caratteristiche polimeriche. Come sappiamo, le autobetoniere trasportano il calcestruzzo miscelato per una certa distanza. Senza l'aggiunta di un superfluidificante la miscela potrebbe solidificarsi durante il trasporto, compromettendo la qualità costruttiva. Pertanto, vengono utilizzati superfluidificanti. Aumentano principalmente la resistenza della malta e sono definiti come additivi che, senza alterare la lavorabilità del calcestruzzo, riducono il contenuto di acqua e aumentano la resistenza.

Ecco una semplice formula superfluidificante come riferimento: preparare soluzioni acquose al 20% di acido acrilico, sodio metallil solfonato, ammonio persolfato e polietilenglicole allil etere. Alcuni di questi vengono utilizzati nella formulazione di inibitori e disperdenti delle incrostazioni a base di policarbossilati, lavorando insieme per ottenere un effetto desiderabile.

I prodotti chimici per il trattamento dell’acqua sono ampiamente utilizzati e i superfluidificanti rappresentano solo un’applicazione innovativa in un campo. Gli agenti per il trattamento dell'acqua non si limitano agli inibitori delle incrostazioni e della corrosione e ai disperdenti chelanti; sono utilizzati anche nel settore tessile, nella tintura, nell'inibizione della corrosione da perforazione, nella lavorazione del vetro e in altri settori, spesso come additivi. Questa breve introduzione dovrebbe essere utile per comprenderne le funzioni.