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水泥助磨劑研究開發與思考

  水泥助磨劑是近年來為建材行業內所熟知的一類外加劑。其主要作用是水泥粉磨過程中改善水泥粉磨工況,提高粉磨效率并改善水泥性能的輔助化學品。真正意義上的現代水泥助磨劑誕生于上世紀30年代,1930年英國人Goddard以樹脂為助磨劑的專利,1935年美國人Kennedy和Mark以木質素衍生物和羥基烷基胺的復合助磨劑專利。

  自20世紀30年代開始,各式各類的水泥助磨劑相繼涌現。按使用時的物理狀態分為:固體、液體和氣體助磨劑,按化學組成助磨劑可以分為三類:聚合無機鹽、聚合有機鹽及復合化合物等。

  其實具有助磨功能的化學品種類繁多,諸如水處理劑中的多聚磷酸鹽與多聚羧酸鹽,塑料添加劑中的硅烷偶聯劑,以及食品添加劑中的防腐劑、甜味劑與分散劑等都已經被廣泛應用于水泥助磨劑中。因此水泥助磨劑與其他類型的外加劑如造紙助劑、金屬表面處理劑、塑料添加劑及食品添加劑等并沒有明顯的界限區分,只是受社會發展水平和人類認知水平的限制,還沒有發現他們的功效而已。因此筆者認為,在水泥助磨劑的研究開發方面,主要有兩條思路可供借鑒。

  首先是依據水泥助磨劑的作用機理,盡可能多地篩選嘗試現有的形形色色的化學品。三乙醇胺的使用就是很好的例子,早在2005年以前,水泥助磨劑主要集中在工業鹽等無機化學品上。三乙醇胺作為一種優良的化學品被廣泛應用于石油、化工、日化、紡織、造紙,以及食品等行業,隨著人們對水泥助磨劑行業的認識不斷加深,三乙醇胺的效能被挖掘出來,截至目前三乙醇胺已經被證明是助磨增強性能最佳的助磨劑的主要原料之一,約占助磨劑配方總量的70%左右。三乙醇胺的助磨性能從發現到廣泛應用的這一過程,我們不難看出,在目前已篩選出許多具有很好助磨功能化學品的基礎上,肯定還有一些具有優異助磨性能的化學品存在,只是我們還沒有發現而已,因此這就要求從事水泥助磨劑研究開發的工作者要拓展研究開發視野和思路,積極借鑒相關行業的優秀化學品,相信在不久的將來,一定還能在現有化學品中找到一些性能比三乙醇胺更加優異的化學品。

  其次,關于眼下合成水泥助磨劑的研究,筆者認為,雖然國內外眾多的大學、科研院所及企業對合成水泥助磨劑正在進行深入研究,但從現有文獻資料看,合成水泥助磨劑的效果與以三乙醇胺為主的復配水泥助磨劑效果還有一定的差距。同時,目前市場上有些企業所謂的合成水泥助磨劑也都存在一定的“水分”。值得欣慰的是,水泥助磨劑領域的研究已經成為國內重要的研究熱點之一。其實籠統地講,合成水泥助磨劑就是借鑒有機化學、高分子化學的合成理念,依據現有原材料、試劑等設計創造一種新的化學品,歸根到底還要尋找助磨性能優異的化學品罷了,這與在現有的化學品中尋找適宜的具有助磨性能的化學品相比,難度和創造性要更大一些。

  因此我們應該更加堅信合成水泥助磨劑技術必定是未來水泥助磨劑行業的核心技術,著力加強合成水泥助磨劑系列技術的研究,這對我國水泥助磨劑產業的可持續發展及水泥工業的節能減排都具有重要意義。

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