دراسة آلية التفاعل بين حمض البولي كربوكسيلي وعامل الاختزال المائي القائم على النفثالين

عوامل تقليل الماء من البولي كربوكسيلاتيتميز بخواص تقليل الماء العالية واحتباس الركود العالي، ويمكنه إضفاء قوة ومتانة عالية على الخرسانة. وقد أظهر مزايا بارزة في المشاريع عالية الجودة مثل الحفاظ على المياه على نطاق واسع على المستوى الوطني، والطاقة النووية، والجسور. بالمقارنة مع عوامل تقليل الماء القائمة على النفتالين، فإن عوامل تقليل الماء المصنوعة من البولي كربوكسيلات حساسة لمحتوى الطين في الرمل والحصى [1-3] وهي باهظة الثمن. لذلك، في المختبرات والبناء الهندسي، جرت محاولات لخلط عوامل تقليل الماء المصنوعة من البولي كربوكسيلات وعوامل تقليل الماء القائمة على النفتالين للاستفادة من مزاياها الخاصة.

مسحوق بوليمر متعدد الكربوكسيل يمكن لجزيئات الملين الفائق النفتالين والنفثالين أن توجد بشكل مستقر في محلول ملاط ​​الأسمنت دون تحلل، ولا توجد ظروف محتملة لحدوث تفاعلات كيميائية. ومع ذلك، في التطبيقات العملية، لا يكون للمحلول المختلط من حمض البولي كربوكسيلي وعامل الاختزال المائي القائم على النفتالين تأثير تآزري 1+1>2، ولكنه يظهر تأثيرًا مثبطًا 1+1<2. يمكن التكهن بأن هذين النوعين من جزيئات عامل الاختزال المائي يتفاعلان بشكل مباشر أو غير مباشر. في ضوء التحليل أعلاه، فإن جزيئات عامل الاختزال المائي متعدد الكربوكسيل عبارة عن أجزاء مرنة ذات أوزان جزيئية كبيرة، وعوامل الاختزال المائي القائمة على النفتالين عبارة عن أجزاء صلبة ذات أوزان جزيئية صغيرة. يتسبب تكوين روابط CH-π في امتصاص جزيئات عامل الاختزال المائي القائم على النفتالين على جزيئات عامل الاختزال المائي القائم على حمض البولي كربوكسيلي، مما يتسبب في حدوث تغييرات في تكوين جزيء حمض البولي كربوكسيلي. الشيء الأكثر بديهية هو تغيير لزوجة المحلول المائي لعامل اختزال الماء الحمضي متعدد الكربوكسيل.

مُلدِّنات فائقة من البولي كربوكسيلات يتم بلمرة حمض الكربوكسيل غير المشبع ومونومر ميثوكسي بولي إيثيلين جليكول يحتوي على روابط مزدوجة. يتم تشكيل عامل اختزال الماء القائم على النفثالين عن طريق بلمرة التكثيف للنفتالين والفورمالديهايد بعد السلفنة. يتوفر نوعان من عوامل اختزال الماء. يظهر الهيكل الجزيئي للعامل في الشكل 4. تتكون معظم أجزاء السلسلة الجزيئية لمُلدِّن البولي كربوكسيلات الفائق من روابط نسخة وروابط أول أكسيد الكربون التي يمكن أن تدور بحرية حول الروابط الكيميائية. زاوية الرابطة للرابطة نسخة هي 109.5 درجة (تتأثر الرابطة نسخة في السلسلة الجانبية لمُلدن البولي كربوكسيلات الفائق بالمدار الهجين س ب 3 الذي تشارك فيه ذرات الأكسجين، وتنخفض زاوية الرابطة إلى 104 درجة). تحتوي ذرات الكربون الستة الموجودة على حلقة البنزين في جزيء عامل اختزال الماء في سلسلة النفتالين على ستة مدارات 2p غير مهجنة، ويمكن أن تتداخل سحب الإلكترونات الخاصة بها لتكوين رابطة π كبيرة غير موضعية مغلقة، والتي لا يمكن أن تحيط بها جميع ذرات الكربون. تدور.

تختلف خصائص اللزوجة والتوتر السطحي وتدفق الملاط للمحلول المختلط من حمض البولي كربوكسيلي ومادة فائقة الالتصاق تعتمد على النفثالين عن نتائج تراكب القيم المطلقة للمكونات الفردية. يؤدي تشابك جزيئات حمض البولي كربوكسيلي المرنة على شكل مشط وجزيئات النفثالين الخطية الصلبة إلى تثبيط تفاعلاتها بشكل متبادل إلى حد ما. في هذه المقالة، تم تحضير عوامل اختزال الماء متعددة الكربوكسيل وعوامل اختزال الماء القائمة على النفثالين بنسب مختلفة في سلسلة من المحاليل المائية بنسبة كتلة 10٪. تم قياس اللزوجة والتوتر السطحي للمحاليل المختلطة كدالة لنسبة عوامل اختزال الماء، وتم استخلاص الاستنتاجات التالية. :

(1) تكون لزوجة المحلول المختلط من سلسلة النفتالين ومادة البولي كربوكسيلات الفائقة الملدنة أعلى من قيمة اللزوجة النظرية. عندما تكون نسبة كتلة المذاب لعامل الاختزال المائي القائم على النفتالين 9% وتكون نسبة كتلة المذاب لعامل الاختزال المائي القائم على البولي كربوكسيلات 91%، فإن قيمة اللزوجة للمحلول المختلط تصل إلى الحد الأقصى، أي أن التفاعل بين الجزيئين يكون الأقوى.

(2) يعمل عامل الاختزال المائي القائم على النفثالين على زيادة التوتر السطحي لمحلول عامل الاختزال المائي القائم على البولي كربوكسيلات. وعلى العكس من ذلك، يعمل حمض البولي كربوكسيلي على تقليل التوتر السطحي لمحلول عامل الاختزال المائي القائم على النفثالين. وقد يكون هذا بسبب التشابك المتبادل والطلاء بين الاثنين. يتغير تكوين الجزيء.

(3) لا تؤثر النسبة المنخفضة لعامل الاختزال المائي القائم على النفثالين بشكل كبير على أداء التشتت الأولي لعامل الاختزال المائي القائم على حمض البولي كربوكسيلي. عندما تكون أعلى من 7٪، تقل قدرة الاحتفاظ بالتشتت لعامل الاختزال المائي القائم على حمض البولي كربوكسيلي بشكل كبير؛ تقلل النسبة المنخفضة لعامل الاختزال المائي القائم على حمض البولي كربوكسيلي من التأثير الأولي لتشتت عامل الاختزال المائي القائم على سلسلة النفثالين