• Задать вопрос менеджеру

Twitter новости

Обучение письменному иноязычному общению на основе ИКТ http://t.co/IK2NAjncrk

Online-опрос

Антиплагиат онлайнДипломант
Яндекс.Метрика

Синтез и свойства сополимеров акриловой кислоты с метоксиполиэтиленгликоль метакрилатами

Предмет:Химия
Тип:Дипломная/Магистерская
Объем, листов:72
Word
Получить полную версию работы
Релевантные слова:цемента, основе, смеси, цемент, добавок, бетона, раствор, бетон, смесь, дак, синтеза, марки, mpegма, воды, водой
Процент оригинальности:
72 %
Цена:2700 руб.
Содержание:

Введение 5

1 Полимерные модифицирующие добавки к цементу (Аналитический обзор) 7

1. 1 Необходимость модифицирующих добавок для бетона 7

1. 2 Бетон: виды, состав, заполнители, свойства, испытания 10

1. 3 Маркировка цемента, применяемость марок цемента 11

1. 4 Ускорители схватывания и твердения в составе сухих строительных смесей 13

1. 5 Пластификаторы 17

1. 6 Суперпластификаторы 19

1. 7 Новые суперпластификаторы на основе полиакрилатов 21

1. 8 Результаты исследований суперпластификаторов шведской фирмы Sika Technology AG 24

2 Цели и задачи 31

3 Объекты и методы исследования 32

3. 1 Объекты исследования 32

3. 2 Методы исследования 35

4 Синтез и свойства сополимеров акриловой кислоты (АК) с метоксиполиэтиленгликоль метакрилатами (MPEGМА) 37

4. 1 Анализ химического состава мономеров МПЭГМА производства COGNIS 37

4. 2 Синтез сополимеров АК-МПЭГМА и изучение его кинетики методом ЯМР 41

4. 3 Свойства сополимеров АК-MPEGМА как суперпластификаторов для цементов 59

4. 3. 1 Механизм действия АК- MPEGМА как пластификаторов цементов 59

4. 3. 2 Зависимость пластифицирующей способности сополимеров АК-MPEGМА от типа MPEGМА 63

4. 3. 3 Зависимость пластифицирующей способности сополимеров АК-MPEGМА от молекулярной массы 65

4. 3. 4 Влияние различных растворителей на растекаемость водоцементной смеси, в присутствии АК- MPEG 350МА 40:60 66

5 Выводы 68

6 Список использованной литературы 69

Вступление:

Разнообразие добавок для сухих строительных смесей присутствующих на Российском рынке с одной стороны позволяет реализовать технологам свои самые фантастические идеи, а с другой затрудняет построение логистической схемы поставоки добавок службам снабжения предприятия. Существует проблема выбора комплекса модифицирующих добавок необходимых для разработки того или иного состава. Вместе с тем выбор конкретных марок добавок сопряжен с определенными трудностями и зачастую является интеллектуальным капиталом фирмы. Например, кроме строительно-технологических требований, предъявляемых к смесям ручного нанесения, сухая смесь для механизированного нанесения в течение короткого времени перемешивания с водой должна обеспечить однородность, а строительный раствор должен иметь хорошую перекачиваемость и сохранять рабочие свойства в течение заданного периода времени. Это достигается правильным выбором марки реологических добавок, например пластификаторов. Время сохранения рабочих свойств является одним из важнейших требований к строительным растворам машинного нанесения и характеризуется временным отрезком, в течение которого строительный раствор обладает необходимыми реологическими характеристиками, обеспечивающими его перекачиваемость, нанесение на основание и выполнение технологических операций подрезания разравнивания и глянцевания. Для целей машинного нанесения строительный раствор должен приобретать необходимые рабочие свойства непосредственно после затворения сухой смеси водой и сохранять их не менее 2 часов. Требуемое время сохраняемости раствора может изменяться в зависимости от размеров строительных захваток, объемов и технологического регламента производства работ и достичь желаемого результата можно только при правильном выборе пластификатора.

Так как, реология строительных растворов связана с их структурой, определяемой процессами схватывания и твердения в результате гидратации вяжущих, то течение и развитие данных процессов может регулироваться введением модифицирующих добавок.

При этом выбор марок модифицирующих добавок определяется исходя из учета различных факторов, влияющих на реологические характеристики строительных растворов, таких как:

- характер динамического воздействия на смесь, определяемый типом насосного оборудования;

- количество, вид и удельная поверхность вяжущего;

- количество, гранулометрический состав и форма частиц заполнителя;

- вид и количество модифицирующих добавок;

- тиксотропные свойства строительного раствора;

- когезионная прочность строительного раствора;

- время от начала затворения водой.

Часто такими модифицирующими добавками являются пластификаторы. Они представляют собой вязкие растворы или порошкообразные материалы, растворимые в воде с образованием слабощелочных или нейтральных растворов. Это могут быть чистые неорганические вещества, их смеси, органические соединения, органоминеральные комплексы. Модификаторы могут быть синтезированы специально, или являться побочными продуктами других производств. Химические органические добавки являются продуктами органического синтеза целлюлозных соединений или переработки отходов лесохимии, целлюлозно-бумажной, химической и нефтехимической промышленности, агрохимии и др. Наиболее распространенный представитель органических химических добавок (модификаторов) — это поверхностно-активные вещества (ПАВ), на их основе могут быть получены практически любые функциональные типы добавок. ПАВ по-разному проявляют активность и направление действия. Наиболее эффективным видом ПАВ являются суперпластификаторы. Воздействуя на процессы формирования структуры, особенно на начальной стадии, суперпластификторы изменяют реологические свойства цементной системы, способствуют сокращению ее водопотребности, что в дальнейшем отражается на параметрах кристаллизационной структуры. Суперпластификаторы классифицируют по одному из двух признаков: по составу материалов и по основному эффекту в механизме действия (электростатического или стерического). Различают суперпластификаторы на основе сульфированных нафталинформальдегидных поликонденсатов, на основе сульфированных меламинформальдегидных поликонденсатов, на основе очищенных от сахаров лигносульфонатов, на основе поликарбоксилатов и полиакрилатов. В механизме действия последних преобладает стерический эффект (с большим отталкиванием частиц), и эти суперпластификаторы считаются более эффективными, что предполагает их меньший расход. Поликарбоксилаты и полиакрилаты наиболее дорогие, поэтому целесообразно их совмещение с другими пластификаторами. В данном дипломе мы получили суперпластификаторы на основе полиакрилатов.

Заключение:

1. Синтезированы первые отечественные образецы суперпластификаторов для цемента на основе поликарбоксилатов – сополимеров акриловой кислоты (АК) с метоксиполиэтиленгликольметакрилатами (МПЭГМА) различной молекулярной массы.

2. Определен химический состав мономеров метоксиполиэтиленгликольметакрилатов, представленных на рынке фирмой Cognis. Показано, что они представляют собой сложную смесь производных, различающихся длиной полиэтиленгликольного радикала.

3. Изучено влияние условий синтеза сополимеров АК-МПЭГМА на их эффективность как пластификаторов цемента. Выявлено, что наилучшие результаты по растекаемости водно-цементной смеси можно достигнуть при проведении сополимеризации в среде изопропилового спирта или смеси изопропиловый спирт-вода при соотношении мономеров АК:МПЭГМА=2:3 (по массе) и использовании в качестве инициатора ДАК.

4. Изучена кинетика сополимеризации АК-МПЭГМА в изопропаноле при 70°С и показано, что за 3 часа достигается конверсия выше 99%.

5. Обнаружено аномальное поведение водных растворов сополимеров АК-МПЭГМА при нагревании, заключающееся в переходе от гомогенной однофазной системы к гетерогенной двухфазной, что связано с наличием НКТР на фазовых диаграммах подобных систем.

6. Показано, что эффективность сополимеров АК-МПЭГМА как пластификаторов цемента зависит от длины полиэтиденгликольного заместителя и от типа цемента, что не позволяет предложить универсальный продукт одинаково эффективный для любой водно-цементной смеси.

7. Проведено математическое моделирование методами молекулярной механики структуры адсобционного слоя на поверхности цементных частиц, подтверждающее устоявшееся мнение об определяющем влиянии стерического фактора на стабильность систем, подобных изученным.

Список литературы:

1. Строительный интернет портал [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые дан. – Режим доступа: http://www. proektstroy. ru/publications, свободный.

2. Каталог строительных фирм [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые дан. – Режим доступа: http://www. stroyfirm. ru/articles/article. php?id=175, свободный.

3. Цемент и Бетон [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые дан: по материалам NSP. SU. – Режим доступа: http://www. cement-beton. ru/article/42, свободный.

4. . Тейлор, Х. Химия цемента: учебник/Х. Тейлор; пер. с англ. – М. : Мир, 1986. – 560 с.

5. Брыков, А. С. Особенности гидратации портландцемента в присутствии силикатов натрия/ А. С. Брыков, В. В. Данилов, А. В. Ларичков. – ЖПХ. 2006. : Т. 79. № 4. – 533-536 с.

6. Wilding C. A Classification of inorganic and organic admixtures by conduction calorimetry/ C. Wilding, A. Walter, D. Double; V. 14. N. 2. – сem. сoncr. res. , 1984. – 185-194 р.

7. Батраков В. Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика/В. Г. Батраков. – М. : Мир, 1998. – 768 с.

8. Штарк И. Долговечность бетона/ И. Штарк, Б. Вихт; пер. с нем. – Киев: Оранта, 2004. – 301 с.

9. Heikal M. Effect of calcium formate as an accelerator on the physicochemical and mechanical properties of pozzolanic cement pastes/ М. Heikal; V. 34. N. 6. – сem. сoncr. res. , 2004. – 1051-1056 р.

10. Justnes H. Technical calcium nitrate as set accelerator for cement at low temperatures/ Н. Justnes, Е. Nygaard; V. 25. N. 8. – сem. сoncr. res. , 1995. — 766-1774 р.

11. Chikh N. Effects of calcium nitrate and triisopropanolamine on the setting and strength evolution of Portland cement pastes: мaterials and structures/ N. Chikh, M. Cheikh-Zouaoui, S. Aggoun, R. Duval; V. 41, 2008 – 31-36 р.

12. Корнеев , В. И. Сухие строительные смеси: учебное пособие/ В. И. Корнеев, П. В. Зозуля, И. Н. Медведева и др. – СПб. : СПбГТИ (ТУ), 2008. – 319 с.

13. Илясов, А. Г. Ускорители схватывания и твердения портландцемента на основе оксидов и гидроксидов алюминия. Цемент и его применение/ А. Г. Илясов, И. Н. Медведева, И. В. Корнеев; вып. 2, 2005. – 61-63 с.

14. Rodger, S. AThe chemistry of hydration of high alumina cement in the presence of accelerating and retarding admixtures/ S Rodger, D. D. Double; V. 14. N. 1. – сem. сoncr. res. , 1984. – 73-82 р.

15. Millard, M Effect of lithium nitrate admixture on early-age cement hydration/ М. Millard, К. Kurtis; V. 38. N. 4. – сem. сoncr. res. , 2008. – 500-510 р.

16. Stark J. , Bellmann F. Nucleation and growth of C-S-H phases on mineral admixtures/ J. Stark, B. Moser. ; Advances in Construction Materials. , 2007. – 531-538 р.

17. Василик, Л. Г. Особенности применения поликарбрксилатных гиперпластификаторов MELFLUX / Л. Г. Василик, И. В. Голубев. – 3-я междунар. Конференция «Сухие строительные смеси XXI века. Технологии и бизнес». , 2003

18. Гембицкий, П. А. Полиэтиленимин/ П. А. Гембицкий, Д. С. Жук, В. А. Каргин. – М. : Наука, 1974. – 204 с.

19. Куренков В. Ф. Полиакриламидные флокулянты / Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 5. С. 48-53.

20. Золотов, С. Сухие строительные смеси для 21 века: технологии и бизнес: доклад международной конференции/ С. Золотов: информ. портал/ BaltiMix2006; ред. Е. Л. Савченко. – СПб. : BaltiMix2006, 2006.

21. Группа компаний «Полихим» [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые дан. – Режим доступа: http://www. polychem. ru/products/26915-72-0-2. html, свободный.

22. ЖПХ /Е. В. Сивцов, А. И. Гостев, Н. А. Лавров. – 2007. Т. 80. №10. С. 1679-1682.

23. Изволенский, В. В. Сополимеризация акриловой кислоты с изопропанолом в статических и динамических условиях / В. В. Изволенский, Ю. Д. Семчиков, Т. Г. Свешникова, С. К. Шалин / Высокомол. соед. - Сер. А. - 1992. - Т. 34, №4. - С. 53-59.

24. Кабанов, В. А. Комплексно-радикальная полимеризация / В. А. Кабанов, В. П. Зубов, Ю. Д. Семчиков. – М. : Химия, 1987. – 256с.

Готовые работы: