سنتز فوق روان كننده هاي برپايه پلي كربوكسيلات اتر و بررسي پارامترهاي ساختاري مهم

Polycarboxylate Ether Superplasticizer Synthesis, Interplay Between The Structure an‎d Properties

بررسي سنتز فوق روان كننده هاي پلي كربوكسيلاتي، عوامل موثر بر ساختار آنها هنگام سنتز و تاثير پارامترهاي ساختاري بر عملكرد فوق روان كننده، موضوع بحث اين مقاله مي باشد. در اين پژوهش سنتز فوق روان كننده هاي پلي كربوكسيلاتي با استفاده از اكريليك اسيد يا مالئيك انيدريد با پلي اتيلن گليكول در دماهاي مختلف بررسي شده است تا تاثير دماي سنتز بر ساختار و عملكرد اين دو نوع فوق روان كننده به خوبي ديده شود. هر يك از منومر هاي AA و MAn به طور جداگانه با منومر APEG پليمريزه شد. سپس با استفاده از تست GPC و توزيع وزن هاي مولكولي به دست آمده سعي شد تا ساختار هر يك از فوق روان كننده هاي به دست آمده پيش بيني شود. در ادامه، عملكرد هر يك از فوق روان كننده ها در بتن با استفاده از تست هاي اسلامپ و مقاومت فشاري بررسي شد. تا بتوان ارتباط بين دماي سنتز، ساختار و عملكرد فوق روان كننده را به خوبي مشاهده كرد. مشاهده شد كه دماي سنتز تاثير بسيار زيادي بر ساختار فوق روان كننده ها مي گذارد. اين تاثير در دو نوع فوق روان كننده بر پايه AA و MAn متفاوت بود. به طوري كه تغيير ساختار اين دو نوع فوق روان كننده با دما شبيه به هم نبود. نكته قابل توجه اين بود كه در هيچ مقاله اي تاثير دما به طور مقايسه اي براي اين دو نوع فوق روان كننده در شرايط يكسان گزارش نشده است و بر اهميت دماي سنتز نيز تاكيد نشده است. اين كار اهميت زيادي در طراحي روش سنتز براي دستيابي به فوق روان كننده اي با خواص بهينه مورد نظر دارد. چرا كه با تغيير منومرهاي سنتز شونده و دماي سنتز مي توان ساختار و به دنبال آن عملكرد (اسلامپ و افت اسلامپ) را پيش بيني كرد. بر كسي پوشيده نيست كه مهمترين پارامتر در سنتز اوليگومرها و پليمرها دو فاكتور نوع منومر واكنش دهنده و دماي سنتز است كه در اين مقاله سعي شده است تا به اين دو پرداخته شود. كليدواژه‌ها

Polycarboxylate superplasticizers based on acrylic acid (AA) and maleic anhydride (MAn) were synthesized via free‐radical copolymerization with an ethylene glycol monomer and characterized. The copolymerization temperature (ranging from 90 to 130 °C) appeared to be the key operating factor governing the chemical structure of the superplasticizers. The chemical structures of the products were analyzed by gel permeation chromatography, whereas an optimized sample was further analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy and 1H‐NMR. Superplasticizers of the AA and MAn classes were then incorporated into concrete, and their performances were measured by slump and slump loss tests, where a large dependency of the microstructure on the synthesis temperature was recognized. The optimum temperatures were found to be 90 and 120 °C for the AA and MAn modifiers, respectively. At their own optimum temperatures, the AA and MAn superplasticizer revealed slump losses from 23 to 4 cm and 15 to 5 cm, respectively, after 45 min. The chemical structures of the plasticizers were patterned illustratively to speculate the performance of each superplasticizer according to changes that took place in the backbone length and side‐chain density.