Πόσα είδη φόρμουλας διεργασίας υπάρχουν για το μητρικό ποτό πολυκαρβοξυλικού υπερρευστοποιητή;

Πρώτη μέθοδος: Λειτουργικοποίηση μετά τον πολυμερισμό

Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί κυρίως υπάρχοντα πολυμερή για τροποποίηση. Τυπικά, πολυκαρβοξυλικά οξέα γνωστών μοριακών βαρών εστεροποιούνται με πολυαιθέρες σε υψηλές θερμοκρασίες παρουσία ενός καταλύτη, σχηματίζοντας συμπολυμερή μοσχεύματος. Αυτή η μέθοδος περιορίζεται από τους τύπους και τις προδιαγραφές των διαθέσιμων προϊόντων πολυκαρβοξυλικού οξέος, καθιστώντας τις προσαρμογές στη σύνθεση και το μοριακό βάρος δύσκολες. Επιπροσθέτως, κατά την παρασκευή, τα πολυκαρβοξυλικά οξέα και οι πολυαιθέρες παρουσιάζουν κακή συμβατότητα και η εστεροποίηση είναι δύσκολο να πραγματοποιηθεί. Καθώς η εστεροποίηση προχωρά, το νερό διαφεύγει συνεχώς, οδηγώντας σε πιθανό διαχωρισμό φάσης.

Τυπική διαδικασία σύνθεσης: Η αλκανοξυ αμίνη H2N(BO)-R χρησιμοποιείται ως αντιδρών για την εμφύτευση σε πολυκαρβοξυλικό οξύ (το ΒΟ αντιπροσωπεύει μια οξυαλκυλομάδα, το η είναι ένας ακέραιος αριθμός και το R είναι μια ομάδα αλκυλίου C1-C4). Η διαλυτότητα του πολυκαρβοξυλικού οξέος σε αλκανοξυ αμίνη επιτρέπει μια πιο ολοκληρωμένη διαδικασία ιμίδωσης. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, το αντιδραστήριο αμίνης τυπικά προστίθεται σε μοριακή αναλογία 10–20% σε σχέση με –COOH. Το μίγμα της αντίδρασης θερμαίνεται πρώτα στους 150 βαθμούς και διατηρείται για 1,5-3 ώρες. Στη συνέχεια ψύχεται στους 100–130 βαθμούς και προστίθεται καταλύτης για άλλες 1,5–3 ώρες για να παραχθεί το επιθυμητό προϊόν.

Δεύτερη μέθοδος: Πολυμερισμός και εμβολιασμός επί τόπου

Αυτή η μέθοδος ξεπερνά τα μειονεκτήματα της μεθόδου ενεργοποίησης μετά τον πολυμερισμό χρησιμοποιώντας πολυαιθέρες ως το μέσο αντίδρασης για ακόρεστα μονομερή καρβοξυλικού τύπου. Αυτό ενσωματώνει τον πολυμερισμό και την εστεροποίηση, αποτρέποντας τα προβλήματα συμβατότητας μεταξύ πολυκαρβοξυλικών οξέων και πολυαιθέρων.

Τυπική διαδικασία προετοιμασίας: Μίγμα ακρυλικού μονομερούς, παράγοντα μεταφοράς αλυσίδας και εκκινητή προστίθεται σταδιακά σε υδατικό διάλυμα που περιέχει μεθοξυ πολυαιθυλενογλυκόλη με μοριακό βάρος 2000. Μετά από αντίδραση στους 60 βαθμούς για 45 λεπτά, η θερμοκρασία αυξάνεται στους 120 βαθμούς. Υπό προστασία αζώτου, το νερό απομακρύνεται συνεχώς (περίπου 50 λεπτά). Στη συνέχεια προστίθεται ένας καταλύτης και η θερμοκρασία αυξάνεται στους 165 βαθμούς για μια αντίδραση 1-ωρών για να επιτευχθεί περαιτέρω εμφύτευση. Αν και αυτή η μέθοδος επιτρέπει τον έλεγχο του μοριακού βάρους του πολυμερούς, η κύρια αλυσίδα περιορίζεται γενικά σε μονομερή που περιέχουν ομάδες –COOH, καθιστώντας το μόσχευμα δύσκολο. Επιπλέον, αυτή η αντίδραση εμβολιασμού είναι μια αναστρέψιμη αντίδραση ισορροπίας και επειδή υπάρχει ήδη σημαντική ποσότητα νερού στο σύστημα πριν από την αντίδραση, ο βαθμός εμβολιασμού είναι τυπικά χαμηλός και δύσκολος να ελεγχθεί. Αυτή η μέθοδος είναι απλή και έχει χαμηλό κόστος παραγωγής, αν και ο μοριακός σχεδιασμός μπορεί να είναι δύσκολος.

Τρίτη Μέθοδος: Άμεσος Συμπολυμερισμός Πολυμεριζόμενων Μονομερών

Αυτή η μέθοδος σύνθεσης γενικά απαιτεί την παρασκευή ενός μακρομονομερούς με πολυμεριζόμενη δραστικότητα, όπως η μεθοξυ πολυαιθυλενογλυκόλη μεθακρυλική. Στη συνέχεια αναμιγνύεται μια συγκεκριμένη αναλογία μονομερών και υποβάλλεται σε πολυμερισμό διαλύματος για να ληφθεί το τελικό προϊόν. Το κλειδί σε αυτή τη διαδικασία βρίσκεται στη σύνθεση του ενεργού μακρομονομερούς, η οποία περιλαμβάνει μια πολύπλοκη διαδικασία διαχωρισμού και καθαρισμού, που οδηγεί σε υψηλότερο κόστος.

Στην Ιαπωνία, ένα μείγμα σκυροδέματος με καλή συγκράτηση της καθίζησης συντέθηκε με άμεσο συμπολυμερισμό μεθακρυλικής μεθοξυ πολυαιθυλενογλυκόλης βραχείας αλυσίδας, μεθακρυλικής μεθοξυ πολυαιθυλενογλυκόλης μακράς αλυσίδας και μεθακρυλικού οξέος.Τυπικό παράδειγμα σύνθεσης: Σε γυάλινο δοχείο αντίδρασης εξοπλισμένο με θερμόμετρο, αναδευτήρα, χοάνη σταγόνας, σωλήνα εισαγωγής N2 και συμπυκνωτή αναρροής, προστίθενται 500 μέρη νερού (κατά μάζα) και αναδεύονται με άζωτο για να αποοξυγονωθεί. Υπό προστασία N2, το μίγμα θερμαίνεται στους 80 βαθμούς και ένα μείγμα 250 μερών μεθοξυ πολυαιθυλενογλυκόλης βραχείας αλυσίδας (με 4 γραμμομόρια προσθήκης αιθυλενοξειδίου), 50 μερών μεθοξυ πολυαιθυλενογλυκόλης μακράς αλυσίδας μεθακρυλικής (με 23 γραμμομόρια αιθυλενίου προσθήκη οξειδίου), 200 μέρη μεθακρυλικού οξέος, 150 μέρη νερού και 13,5 μέρη παράγοντα μεταφοράς αλυσίδας 3-μερκαπτοπροπιονικό οξύ προστίθενται σε 4 ώρες μαζί με 40 μέρη διαλύματος υπερθειικού αμμωνίου 10%. Αφού προστεθούν, άλλα 10 μέρη διαλύματος υπερθειικού αμμωνίου 10% στάζουν σε περισσότερο από 1 ώρα και το μείγμα διατηρείται για 1 ώρα, καταλήγοντας σε ένα διάλυμα πολυμερούς με μέσο βάρος μοριακό βάρος 15,{{22} } ως τελικό προϊόν.