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泡沫混凝土的组分——聚合物乳液

作者:济宁新泰新型建材有限公司 时间:2018-03-14 03:17:46 来源:原创

乳液是一个多相共存的体系,含有非常小(直径0.05~5μm)的聚合物粒子均匀地分散在水中。通常是将聚合物单体在水中进行乳液聚合而获得的。该体系都有一个最低值的稳定度,这个稳定度可因有表面活性物质或保护胶的加入而大大增强。一般把乳液的小液滴称为分散相或内相,其余的相称为连续相或外相。乳液不只是两种液体的混合物体系,有时有两种不互溶或部分互溶的液体,同时还有固体颗粒存在。乳液不同于真溶液或悬浮液,也不完全同于真正的胶体溶液。

天然橡胶乳液与环氧树脂乳液不按该种聚合方式制备。天然橡胶乳液首先取自一种名为HeVeabrasoliensis的橡胶树,然后溶缩到含有所要求的总固体含量即可。环氧树脂乳液是经过掺加表面活性剂后,在水中将环氧树脂乳化而制备。

聚合物乳液是一种以聚合物为分散相的乳液,其聚合物粒子的大小、流变性能、电性质、成膜性、光学性能、稳定性、粘结性、黏度及表面张力等都具有一定的特殊性。这些性质的变化来源于制备方法及应用的技术条件。乳液制备时所用的表面活性剂种类决定了聚合物乳液中聚合物粒子所带电荷的种类。通常分为三类:阳离子型(带正电荷)、阴离子型(带负电荷)、非离子型(不带电荷)。一般聚合物乳液是两种或两种以上单体的共聚体系,其总固体含量包括聚合物、乳化剂、稳定剂等,质量占到40%~50%。

目前,建筑工程用的乳液大多数是非交联型的热塑性乳液。通常按其单体成分分类。其主要品种有:醋酸乙烯均聚物乳液(俗称白乳胶-PVAC乳液);醋酸乙烯-顺丁烯二酸酯共聚物乳液;醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液(VAE乳液);醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物乳液(PVAC-VEOVA乳液);醋酸乙烯-丙烯酸共聚物乳液(醋丙乳液、乙丙乳液);醋酸乙烯-氯乙烯-丙烯酸共聚物乳液(苯丙乳液);氯乙烯-偏氯乙烯共聚物乳液(氯偏乳液);丁二烯-苯乙烯共聚物乳液(丁苯乳液);硅氧烷-丙烯酸共聚物乳液(硅丙乳液)。此外,还有一类为无机高分子热固性(交联)乳液,即聚硅氧烷乳液(硅树脂乳液)。

在泡沫混凝土工程中,聚合物乳液常常用来处理超轻泡沫混凝土表面,以达到提高表面强度、改善泡沫混凝土韧性和显著降低泡沫混凝土吸水率的效应。在泡沫混凝土中加入憎水剂可显著改善泡沫混凝土的吸水率,但有的乳液引起泡沫混凝土浆料的缓凝,影响早期的稳泡,造成塌陷等问题,因此,应通过复合外加剂的方式实现乳液憎水的功能。

在泡沫混凝土和配套砂浆中,聚合物一旦在材料内部和表面成膜,由于高分子分子间作用力主要为范德华力,在无机材料表面、空隙中形成高分子网状结构,对无机材料的内聚力、弹性模量、水化程度、气孔分布、凝结时间、抗压强度、抗折强度、透气率、耐热性、耐水耐冻性、耐酸碱性、尺寸变化、粘结性能、离子渗透、耐盐腐蚀性、材料的用途及材料的性价比都有不同程度的提高或改变。由于乳液的差别较大,工程中应根据需要,合理地选择乳液和相应的添加剂。

聚合物的性能指标有固体含量、PH值、凝固物含量、黏度、稳定性、密度、粒径、最低成膜温度和表面张力等。

1、固体含量

固体含量是一个非常重要的指标,涉及聚合物用量的计算和水灰比的计算。非挥发物的含量测定方法通常是称取一定质量的乳液,在一定温度下干燥至恒重,经计算得出。

2、稳定性

乳液的稳定性是指乳液受到机械作用、化学介质、温度变化等作用时,不发生破乳凝聚的能力,乳液的稳定性包括机械稳定性、化学介质稳定性和热稳定性。

(1)机械稳定性。将乳液置于机械作用下,例如离心力或高速搅拌作用,然后测定经过机械作用后产生的凝固物含量。

(2)化学稳定性。一般通过向乳液中滴加多价离子的方法来评价乳液的化学稳定性。一种方法是将规定溶度的离子加入乳液,经过一段时间后,以乳液是否破孔来评价乳液的稳定性。另一种方法是不断滴加一段溶度的离子溶液,直到出现凝固物(破孔)为止,以所消耗的离子溶液数量来表示乳液的化学稳定性。

(3)热稳定性。将乳液在规定温度下放置一定的时间,然后测定其他的性能。例如,将乳液经过两次冻融循环,然后测定凝固物质的含量,以此作为冻融稳定性的指标。

3、最低成膜温度

乳液中的聚合物粒子有足够的活动性相互凝聚成为连续薄膜的最低温度被定义为最低或成膜温度。乳液的最低成膜温度并不等于聚合物的玻璃化温度。另外,最低成膜温度与聚合物的力学性能之间存在一定的关联,一般成膜温度高,则聚合物的强度较高,聚合物表现比较强硬。

4、粒径

乳液中聚合物粒子的大小可以用光学显微镜、离心方法、激光粒度分析等方法来测定。粒径通常表现出一定的分布,分布可以在50~5000nm.

5、PH值

聚合物乳液的PH值依据乳液品种的不同而不同,通常,用于水泥改性的丁苯橡胶乳液的ph值为10~11,丙烯酸乳液的ph值为7~9,乙酸乙酯及其共聚物乳液的ph值为4~6。

6、黏度


黏度是一种表征液体流动性的指标。聚合物乳液的黏度可以用不同的方法进行测定,其中,最常见的方法是用旋转黏度计进行测试。固体含量对黏度有一定的影响,对同一种乳液,固体含量越高,则黏度越高。

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