Nghiên cứu cơ chế tương tác giữa axit polycarboxylic và chất khử nước gốc naphtalen

Chất khử nước polycarboxylatecó đặc tính giảm nước cao và giữ độ sụt cao, có thể mang lại cường độ và độ bền cao cho bê tông. Nó đã cho thấy những ưu điểm vượt trội trong các dự án chất lượng cao như dự án thủy lợi quy mô lớn quốc gia, điện hạt nhân và cầu. So với các tác nhân giảm nước gốc naphtalen, các tác nhân giảm nước polycarboxylate nhạy cảm với hàm lượng bùn trong cốt liệu cát và sỏi [1-3] và đắt tiền. Do đó, trong các phòng thí nghiệm và xây dựng kỹ thuật, người ta đã cố gắng trộn các tác nhân giảm nước polycarboxylate và các tác nhân giảm nước gốc naphtalen để tận dụng các ưu điểm tương ứng của chúng.

Bột polyme polycarboxylate và các phân tử siêu dẻo naphthalene có thể tồn tại ổn định trong dung dịch vữa xi măng mà không bị phân hủy, và không có điều kiện tiềm ẩn nào để xảy ra phản ứng hóa học. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, dung dịch hỗn hợp của axit polycarboxylic và chất khử nước gốc naphthalene không có tác dụng hiệp đồng là 1+1>2, nhưng cho thấy tác dụng ức chế là 1+1<2. Có thể suy đoán rằng hai loại phân tử chất khử nước này tương tác trực tiếp hoặc gián tiếp. Theo quan điểm phân tích trên, các phân tử chất khử nước polycarboxylate là các phân đoạn linh hoạt có trọng lượng phân tử lớn, và các chất khử nước gốc naphthalene là các phân đoạn cứng có trọng lượng phân tử nhỏ. Sự hình thành liên kết CH-π khiến các phân tử chất khử nước gốc naphthalene bị hấp phụ vào các phân tử chất khử nước axit polycarboxylic, do đó gây ra những thay đổi trong cấu hình của phân tử axit polycarboxylic. Điều trực quan nhất là thay đổi độ nhớt của dung dịch nước chứa chất khử nước axit polycarboxylic.

chất siêu dẻo polycarboxylate được trùng hợp bởi axit cacboxylic không bão hòa và macromonomer methoxypolyethylene glycol chứa liên kết đôi. Chất khử nước gốc naphtalen được hình thành bằng cách trùng hợp ngưng tụ naphtalen và formaldehyde sau khi sunfonat hóa. Có hai loại chất khử nước. Cấu trúc phân tử của chất được thể hiện trong Hình 4. Hầu hết các phân đoạn chuỗi phân tử của chất siêu dẻo polycarboxylate được tạo thành từ các liên kết CC và liên kết CO có thể tự do quay quanh các liên kết hóa học. Góc liên kết của liên kết CC là 109,5° (liên kết CC trong chuỗi bên của chất siêu dẻo polycarboxylate bị ảnh hưởng bởi orbital lai sp3 trong đó các nguyên tử oxy tham gia và góc liên kết giảm xuống còn 104°). Sáu nguyên tử cacbon trên vòng benzen trong phân tử chất khử nước chuỗi naphtalen đều có sáu orbital 2p chưa lai hóa và các đám mây electron của chúng có thể chồng lên nhau để tạo thành một liên kết π lớn cục bộ khép kín, không thể được bao quanh bởi tất cả các nguyên tử cacbon. Nó quay.

Độ nhớt, sức căng bề mặt và tính chất dòng chảy bùn của dung dịch hỗn hợp axit polycarboxylic và chất siêu dẻo gốc naphtalen khác với kết quả của quá trình chồng chất các giá trị tuyệt đối của các thành phần riêng lẻ. Sự đan xen của các phân tử axit polycarboxylic hình lược linh hoạt và các phân tử naphtalen tuyến tính cứng dẫn đến sự ức chế lẫn nhau của các tương tác của chúng ở một mức độ nhất định. Trong bài viết này, các tác nhân khử nước polycarboxylate và các tác nhân khử nước gốc naphtalen được chuẩn bị theo các tỷ lệ khác nhau thành một loạt các dung dịch nước có phần khối lượng là 10%. Độ nhớt và sức căng bề mặt của các dung dịch hỗn hợp được đo theo hàm số của tỷ lệ các tác nhân khử nước và rút ra các kết luận sau. :

(1) Độ nhớt của dung dịch hỗn hợp của nhóm naphtalen và chất siêu dẻo polycarboxylate cao hơn giá trị độ nhớt lý thuyết. Khi phần khối lượng chất tan của chất khử nước gốc naphtalen là 9% và phần khối lượng chất tan của chất khử nước polycarboxylate là 91%, giá trị độ nhớt của dung dịch hỗn hợp đạt cực đại, tức là tương tác giữa hai phân tử là mạnh nhất.

(2) Chất khử nước gốc naphtalen làm tăng sức căng bề mặt của dung dịch chất khử nước polycarboxylate. Ngược lại, axit polycarboxylic làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch chất khử nước gốc naphtalen. Điều này có thể là do sự vướng víu và phủ lên nhau của cả hai. Cấu hình của phân tử thay đổi.

(3) Tỷ lệ thấp chất khử nước gốc naphtalen không có tác dụng đáng kể đến hiệu suất phân tán ban đầu của chất khử nước axit polycarboxylic. Khi tỷ lệ này cao hơn 7%, khả năng duy trì phân tán của chất khử nước axit polycarboxylic giảm đáng kể; tỷ lệ thấp chất khử nước axit polycarboxylic Chất làm giảm hiệu ứng phân tán ban đầu của chất khử nước chuỗi naphtalen