聚羧酸減水劑單體聚合動力學(xué)

2019-12-25 17:42:08

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聚羧酸減水劑單體的聚合反應(yīng)分為鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止過程，在聚羧酸減水劑的反應(yīng)中，設(shè)M1、M2分別代表丙烯酸與大單體，～M1?、～M2?表示兩種鏈自由基，則共聚反應(yīng)的鏈增長過程包括很多反應(yīng)。

其中，R代表各反應(yīng)的鏈增長速率，k為各反應(yīng)的增長速率常數(shù)。于此同時(shí)，為表示兩單體的相對活性，對競聚率的概念進(jìn)行了規(guī)定：r1=k11/k12、r2=k22/k21；r1與r2分別代表的是丙烯酸與大單體的競聚率。

在4碳5碳單體與丙烯酸的反應(yīng)中，常數(shù)k11相對較大，導(dǎo)致大小單體的競聚率不匹配。例如，4碳單體(HPEG)與丙烯酸(AA)發(fā)生共聚反應(yīng)時(shí)，二者的競聚率分別為：r1(AA)=1.70，r2(HPEG)=0.017，活潑單體丙烯酸更易發(fā)生自聚。因此要想減少R11反應(yīng)、促進(jìn)R12反應(yīng)的進(jìn)行，必須降低反應(yīng)體系中丙烯酸的濃度，所以需要采用滴加丙烯酸的方式，并控制滴加的時(shí)間至2~3h，時(shí)間相對較長。

EPEG型單體的雙鍵活性高，常數(shù)k12與k21相對較大，共聚鏈增長反應(yīng)更易進(jìn)行，丙烯酸濃度的增加不會導(dǎo)致R11反應(yīng)的快速發(fā)生，因此，可以大幅縮短丙烯酸的滴加時(shí)間，只需滴加30min即可全部反應(yīng)完成。

此單體可以采用一鍋法反應(yīng)，既將配制好的滴加液一次性加入反應(yīng)體系中，攪拌30~40min即可完成反應(yīng)，合成的減水劑性能同樣優(yōu)異，可大大簡化聚羧酸減水劑的生產(chǎn)過程。

聚羧酸減水劑單體