縮聚型磺酸系列高性能外加劑的結構特點
關鍵詞:磺酸根;縮聚; 高效減水劑; 結構
中圖分類號:O63115 文獻標識碼:A
0 引 言
在眾多的高性能外加劑中,按主導官能團理論來分類,磺酸、羧酸兩種主導官能團只有磺酸、羧酸、“磺酸—羧酸”三種型式存在[1] 。 磺酸系列高性能外加劑的一個重要性能是高減水率,故有時把它稱之為高效減水劑。在高性能外加劑中以主導減水作用的磺酸主導官能團的磺酸系列品種最多,開發時間最長。 磺酸系列外加劑按照它們的化學反應分類,可以分成縮聚型和加聚型。 對縮聚型磺酸系列外加劑而言,在考慮研究磺酸根顯示高減水功能的時候,還要考慮分子里有無非主導官能團存在,有必要了解減水劑高分子聚合物里有多少個磺酸根、磺酸根個數與聚合度有無關系;磺酸根與以苯環、稠環、雜環、碳一碳鏈結構組成的這些高分子高效減水劑:磺酸根與這些碳環、碳—碳鏈又是怎樣連接的。 通過這些研究,將對縮聚型磺酸系列高效減水劑有個更深層次的了解和認識,從而有利于外加劑的研究發展及應用。 本文以此為目的,將著重研究縮聚型磺酸系列的這些有關問題。
1 縮聚型磺酸系列高效減水劑
磺酸系列高效減水劑是一種人工合成的高分子聚合物,主導官能團磺酸基是通過磺化而引入飽和鍵單體的,已磺化了的飽和鍵單體,加入甲醛進行縮聚反應而得到的縮聚型高效減水劑,在聚合過程中同時排放出第二個產物如水、氨等,所得的高分子縮聚物,有的有非主導官能團,有的則沒有,因此可將縮聚型磺酸系列高效減水劑分成含或不含非主導官能團兩大類。
1.1 無非主導官能團存在的縮聚型磺酸系列高效減水劑
無非主導官能團存在的縮聚型磺酸系列高效減水劑,以萘磺酸甲醛縮合物應用最廣,它的化學名稱為聚次甲基萘磺酸鈉,芳環上可以有甲基存在,國產的商品有FDN、MF、UNF等[2]。
蒽和菲都是三個苯環,互為同分異構體,三個苯環共用兩對鄰位碳原子縮合而成。 三個苯環。 縮合時可有下列兩種方式,一種是直線式即三個苯環連成一條直線,一種是角式,前者叫蒽,后者叫菲。蒽經磺化、縮聚可得聚次甲基蒽磺酸鈉[ 2 ] 。 蒽是菲的同分異構體。 菲用硫酸145~155℃磺化,90~95℃加甲醛縮合可得到減水率24.5%的產品[3]。
1.2 有非主導官能團存在的縮聚型磺酸系列高效減水劑
芳香族氨基磺酸甲醛縮合物,是用對氨基苯磺酸及苯酚作原料,與甲醛在加熱條件下聚合而成[4、5] 。
磺化古瑪隆樹脂即氧茚樹脂磺酸鈉。 氧茚由苯環和呋喃環縮合而成,它和結構相似的碳環化合物茚共存于煤焦油里,在硫酸內極不穩定,立即聚合成樹脂狀物質,磺化結束后加水稀釋,加堿中和,過濾即可得到產品[2] 。
磺化三聚氰胺甲醛樹脂是以三聚氰胺、甲醛、焦亞硫酸鈉為主要原料,經羥甲基化、縮聚、磺化而制成的,聚合度5-13,有的叫密胺樹脂[2] 。
磺化丙酮一甲醛縮聚物,用丙酮作原料,經亞硫酸氫鈉磺化,再用甲醛縮聚而成,也有的叫脂肪族羥基磺酸鹽縮聚物,為鏈狀結構[6、7] 。 俄羅斯稱之為AΦ[8] 。
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