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缓释型聚羧酸减水剂合成机理分子结构设计

发布时间:2018-03-29 16:14 | 编辑:南宁减水剂厂家 | 44 次浏览
缓释型聚羧酸减水剂合成机理分子结构设计在水泥颗粒吸附聚羧酸系减水剂的机理研究中,羧酸根负离子为锚固基团,其吸附于显示正电性的水泥水化物,进而发挥其烷氧基长侧链的位阻效应,两者协同达到分散水泥颗粒的作用。在水泥水化的过程中,初期吸附的聚羧酸分子会被逐渐进行水化的水泥颗粒所覆盖,其分散效果也会逐渐减弱。如果选择含有羧酸酯的单体代替羧酸单体进行共聚反应,则聚羧酸系减水剂上的羧酸酯逐步水解成羧酸基团,补充...

缓释型聚羧酸减水剂合成机理分子结构设计

在水泥颗粒吸附聚羧酸系减水剂的机理研究中,羧酸根负离子为锚固基团,其吸附于显示正电性的水泥水化物,进而发挥其烷氧基长侧链的位阻效应,两者协同达到分散水泥颗粒的作用。在水泥水化的过程中,初期吸附的聚羧酸分子会被逐渐进行水化的水泥颗粒所覆盖,其分散效果也会逐渐减弱。如果选择含有羧酸酯的单体代替羧酸单体进行共聚反应,则聚羧酸系减水剂上的羧酸酯逐步水解成羧酸基团,补充聚合物中的分散锚固基团,可提高减少坍落度损失的目的。以下是对羧酸衍生物及其反应机理的研究。


因混凝土中减水剂的适用环境是碱性环境,文中只就羧酸衍生物的碱性水解进行研究。羧酸衍生物的水解第一步是亲核试剂对羰基碳的进攻,故羰基碳的正电性越大,所接基团的位阻越小,反应越易进行;第二步消除反应取决于离去基团的性质,越易离去的基团,反应越易进行。不同电负性、位阻效应的取代基取代羰基碳羟基,使得羧酸衍生物的物理化学性质发生了较大的变化,其水解的条件与难易程度也因取代基团的不同而不同。


羧酸衍生物具体水解条件如下:


(1)酰卤的水解


    卤离子是很好的离去基团,故酰卤非常活泼,极易水解。低分子酰卤水解很猛烈,因此大部分简单酰卤都必须在无水条件下贮存,否则会与空气中的水反应,如乙酰氯在湿空气中会发烟。此水解反应中水是足够强的亲核试剂,所以酰卤的水解一般不用酸催化。


    (2)酸酐的水解


    酸酐可以在中性、酸性、碱性溶液中水解。对于酸酐来说,水已经是足够强的亲核试剂,单酸酐不溶于水,使得其在室温水解变慢,如果选择合适的溶剂使之成均相,或加热成均相,不用酸碱催化,水解也能进行。酸酐的水解相对于酰卤速度要慢一些,但是混凝土施工中要求减水剂的缓释效果最少半小时之后能逐渐发挥,故酸酐的水解速度在混凝土的应用中还是偏快。实际生产中已经有用马来酸酐与丙烯酸共聚制备高保坍性能的聚羧酸减水剂。


    (3)酯的水解


    酯的水解通常在酸和碱中进行。由于 OR 的离去能力比卤原子和 OCOR 差得多,所以只有水的时候大部分酯不能发生水解反应。高级酯的反应条件相对低级酯来说要要苛刻,甲酯可以在室温通过稀碱水解除去。


    (4)酰胺的水解


    酰胺的水解条件较以上羧酸衍生物要苛刻得多,它需要强酸或者强碱环境以及较长时间的加热回流。酰胺的水解条件对于混凝土施工应用来说价值不大。


酯的水解反应用碱作催化剂效果比较好,因为碱是较强的亲核试剂,易与羰基碳发生亲核反应,产生的羧酸与碱作用生成盐,从而使反应进行完全。许多实


验证明酯的碱性水解是按照酰氧键断裂进行的,这可以从立体化学和示踪原子研究得到证明。并且由羧酸和光学活性的醇形成的酯水解时,得到的醇保持原有构型,如果水解过程中发生烷氧断裂,则得到的醇构型完全翻转,或导致消旋化作用。另外,将酯用 H218O 在碱性条件下水解,如果发现得到的羧酸负离子中含有18O,醇中不含18O,也可以证明水解时发生了酰氧键断裂。

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