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可塑剂其他领域的塑化剂

2018/06/19123 作者:佚名
导读: [编辑] 混凝土中的塑化剂 混凝土使用的塑化剂也称为减水剂、高效减水剂或超级塑化剂,可在混凝土凝固之前增加其流动性及加工性,方便施工。一般混凝土的含水量越高,其流动性及加工性越好。但在混凝土有足够的水份时,混凝土凝固后的强度和含水量恰成反比。因此若要混凝土有高强度,混凝土的水量不能过多,此时的加工性就会变差,塑化剂可以在不影响混凝土的加工性的条件下减少其含水量(因此称为减水剂

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混凝土中的塑化剂

混凝土使用的塑化剂也称为减水剂、高效减水剂或超级塑化剂,可在混凝土凝固之前增加其流动性及加工性,方便施工。

一般混凝土的含水量越高,其流动性及加工性越好。但在混凝土有足够的水份时,混凝土凝固后的强度和含水量恰成反比。因此若要混凝土有高强度,混凝土的水量不能过多,此时的加工性就会变差,塑化剂可以在不影响混凝土的加工性的条件下减少其含水量(因此称为减水剂),同时也提升混凝土的强度。若混凝土中加入了Pozzolana火山灰时,也会加入塑化剂来提升强度。生产高强度混凝土或纤维强化混凝土时,常用此方式来提升强度。

一般在混凝土中加入其质量1至2%的塑化剂就可以发挥效果。太多塑化剂会使得混凝土过度分离,因此一般不建议。依混凝土中成份的不同,太多塑化剂也可能会造成缓凝作用(retardingeffect)。

塑化剂通常是由木质素磺酸盐加工而成。超级塑化剂一般由萘磺酸缩合物或是磺化三聚氰胺甲醛所制成,有些较新型的超级塑化剂是由聚羧酸醚(PCE)所制成。

不论是传统木质素磺酸盐的塑化剂,或是以萘磺酸或以磺化三聚氰胺为基础的超级塑化剂,都是利用相同电性的电荷会互相排斥的原理驱散絮凝的混凝土颗粒(细节请参照胶体条目)。这些由木质素、萘或三聚氰胺所得的塑化剂都属于有机聚合物,塑化剂的长分子会包住混凝土粒子,提供负电荷,使混凝土粒子之间因同带负电而互相排斥。

聚羧酸醚类的超级塑化剂是利用空间位阻稳定的机制使混凝土颗粒分散,和上述塑化剂利用同电性静电互相排斥的原理不同,这种分散机制的效果较强,对混凝土加工性的提升效果可以维持较长的时间。

在古罗马时期,罗马人为了增加混凝土的加工性,会将动物脂肪、牛奶及血加入混凝土中。

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石膏干壁中的塑化剂

石膏干壁中使用的塑化剂也称为分散剂,可增加石膏凝固之前的加工性。为了减少使干壁干燥所需的能量,在制作时会加入较少的水,此时的加工性就会变差,加入塑化剂可以改善其加工性。

一般而言一平方呎(MSF)大小、1/2英吋厚(即15g/m2)的干壁加入2磅的塑化剂即可。若加入过量的塑化剂,会出现缓凝作用,也会使石膏干壁的强度变差。

石膏干壁中使用的塑化剂通常是由木质素磺酸盐加工而成。高效塑化剂是由萘磺酸缩合物或聚羧酸醚制成,其用量只需一般木质素塑化剂的1/2到1/3。

石膏干壁塑化剂的工作原理和混凝土塑化剂的工作原理大致相近。塑化剂的有机聚合物长分子会包住混凝土粒子,提供负电荷,使石膏粒子之间因同带负电而互相排斥,增加可加工性。

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含能材料中的塑化剂

含能材料及烟火药剂一般会使用增塑剂,一方面可以改善推进剂的本身或其粘合剂的物理性质,另一方面也可以当成辅助燃料,提升单位质量燃料所提供的推进力(即比冲)。在固态火箭推进剂及无烟火药中特别需要增塑剂改善物理性质或提升比冲。

可提升比冲的增塑剂一般称为含能增塑剂(energeticplasticizer)。其优点是可减少推进剂的质量,增加火箭酬载或提升其最大速度。不过有时因为安全或是成本因素,仍然会使用无法提升比冲的增塑剂。航天飞机固体火箭助推器的燃料一般会使用称为端羟基聚丁二烯(HTPB)的合成橡胶为其增塑剂。

如下是常用于固态火箭推进剂及无烟火药中的含能增塑剂列表

硝酸甘油(硝酸甘油酯,简称NG或nitro)

丁三醇三硝酸酯(BTTN)

二硝基甲苯(DNT)

甲基异丁三醇三硝酸酯(TMETN,METN)

二甘醇二硝酸酯(DEGDN,DEGN)

二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN,TEGN)

双(2,2-二硝基丙基)甲缩醛(Bis(2,2-dinitropropyl)formal,BDNPF)

双(2,2-二硝基丙基)乙缩醛(Bis(2,2-dinitropropyl)acetal,BDNPA)

2,2,2-Trinitroethyl2-nitroxyethylether(TNEN)

NG及BTTN因为含有二级醇,其热稳定性较差。TMETN、DEGDN、BDNPF及BDNPA提升比冲的效果较小。NG及DEGN的蒸气压较高。

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