Materiali sintetici e tecnologia del superfluidificante policarbossilico

Il superfluidificante policarbossilico è un tensioattivo polimerico a forma di pettine sintetizzato in soluzione acquosa mediante polimerizzazione a radicali liberi. È costituito da composti macromolecolari contenenti gruppi solfonici, carbossilici, idrossilici ed eterei, nonché catene laterali poliossietileniche. In base alle differenze nelle strutture di collegamento della catena principale e delle catene laterali, i superfluidificanti policarbossilici possono essere classificati in due categorie: una con acido acrilico o acido metacrilico come catena principale, collegata a catene laterali di varia lunghezza di polietere tramite legami esterei; l'altro con anidride maleica come catena principale, collegata a catene laterali di varia lunghezza di polietere tramite legami eterei. Questa classificazione ha portato allo sviluppo di una serie di superfluidificanti ad alte prestazioni con proprietà diverse.

I principali metodi di sintesi includono la polimerizzazione con innesto in situ, la funzionalizzazione post-polimerizzazione e la copolimerizzazione diretta dei monomeri. La maggior parte delle aziende nel nostro paese adotta il metodo di copolimerizzazione diretta dei monomeri, un processo di copolimerizzazione dei radicali liberi che consente aggiustamenti flessibili della struttura molecolare e consente l'innesto di vari gruppi funzionali. Per la produzione vengono utilizzate apparecchiature nazionali e internazionali avanzate, mature e affidabili, insieme a un sistema digitale intelligente avanzato per monitorare e controllare vari parametri di processo, garantendo un'elevata qualità del prodotto e riducendo il consumo di materiale.

Preparazione del materiale principale

Innanzitutto, l'acqua viene misurata e pompata nel bollitore di reazione. Viene quindi avviato l'agitatore e il monomero grande (TPEG) viene aggiunto manualmente e miscelato con l'acqua a una velocità di agitazione di 60 giri/min per circa 0,5 ore. Successivamente, il metacrilato solfonato di sodio misurato viene aggiunto al bollitore di reazione e agitato per circa 1 ora. La preparazione viene eseguita a temperatura e pressione ambiente e il materiale si dissolve completamente per formare il materiale principale. Il tempo totale per questa preparazione è di circa 1,5 ore.

Preparazione dei materiali ausiliari (materiali A e B)

Preparazione del materiale A:L'acqua viene misurata e pompata nel serbatoio di miscelazione del materiale A e l'agitatore viene avviato. L'acido acrilico misurato viene quindi aggiunto e miscelato con acqua ad una velocità di agitazione di 60 giri/min. Dopo aver aggiunto l'acido acrilico, l'acido mercaptopropionico e la vitamina C misurati vengono aggiunti in sequenza nel serbatoio e agitati uniformemente. La preparazione del Materiale A richiede circa 1 ora.

Preparazione del materiale B:L'acqua viene misurata e pompata nel serbatoio di miscelazione del materiale B e l'agitatore viene avviato. Il persolfato di ammonio misurato viene quindi aggiunto al serbatoio e miscelato con acqua a una velocità di agitazione di 60 giri/min. La preparazione del Materiale B richiede circa 0,5 ore. Entrambi i materiali vengono preparati a temperatura e pressione ambiente.

Reazione di polimerizzazione

Una volta preparate tutte le materie prime, il bollitore di reazione di polimerizzazione viene riscaldato elettricamente. Quando la temperatura raggiunge i 30 gradi, la polimerizzazione inizia a pressione ambiente facendo gocciolare i materiali A e B nel bollitore contenente il materiale principale. Il materiale A viene gocciolato in circa 180 minuti e il materiale B in circa 210 minuti. Durante il processo di gocciolamento, la temperatura viene monitorata per garantire che rimanga tra 40 e 50 gradi. Dopo che entrambi i materiali sono stati completamente aggiunti, la reazione continua alla stessa temperatura per altri 60 minuti. Il tempo totale per la polimerizzazione è di circa 5,5 ore.

Neutralizzazione alcalina

Dopo la polimerizzazione, l'acqua misurata e l'idrossido di sodio (solido) vengono aggiunti al bollitore di reazione per una reazione di neutralizzazione, che dura circa 0,5 ore. Dopo la neutralizzazione il pH del materiale nel bollitore viene regolato intorno a 7.