Пластификатор для гипса своими руками: Пластификаторы для гипса. Строим своими руками

Пластификаторы – это добавки, повышающие пластичность или текучесть материала, к которому они добавляются, к ним относятся пластмассы, цемент, бетон, стеновые плиты и глиняные массы. Хотя одни и те же составы часто используются как для пластмасс, так и для бетонов, желаемый эффект немного отличается.

Пластификаторы для бетона смягчают смесь до ее затвердевания, улучшая ее удобоукладываемость или уменьшая содержание воды, и обычно не предназначены для воздействия на свойства конечного продукта после затвердевания.

Пластификаторы для стеновых плит повышают текучесть смеси, позволяя снизить расход воды и, таким образом, сократить затраты энергии на сушку плиты.

Пластификаторы для пластмасс смягчают конечный продукт, повышая его гибкость.

Дополнительные рекомендуемые знания

Пластификаторы для производства бетона

Суперпластификаторы или Высокоэффективные водоразбавители или Диспергаторы — это химические добавки, которые можно добавлять в бетонные смеси для улучшения удобоукладываемости. Прочность бетона обратно пропорциональна количеству добавленной воды или водоцементному (в/ц) соотношению. Для производства более прочного бетона добавляется меньше воды, что делает бетонную смесь очень неудобоукладываемой и трудной для перемешивания, что требует использования пластификаторов, понизителей содержания воды, суперпластификаторов или диспергаторов.

Суперпластификаторы также часто используются при добавлении пуццолановой золы в бетон для повышения прочности. Этот метод дозирования смеси особенно популярен при производстве высокопрочного бетона и бетона, армированного фиброй.

Обычно достаточно добавления 2% суперпластификатора на единицу веса цемента. Тем не менее, обратите внимание, что большинство коммерчески доступных суперпластификаторов растворяются в воде, поэтому добавление дополнительной воды необходимо учитывать при дозировании смеси. Добавление чрезмерного количества суперпластификатора приведет к чрезмерной сегрегации бетона и не рекомендуется. Некоторые исследования также показывают, что слишком большое количество суперпластификатора приводит к замедляющему эффекту.

Пластификаторы обычно производятся из лигносульфонатов, побочного продукта бумажной промышленности. Суперпластификаторы High Range обычно производятся из конденсата сульфированного нафталина (производимого в США компанией GEO Specialty Chemicals, Inc.) или сульфированного формальдегида меламина, хотя в настоящее время доступны продукты нового поколения на основе поликарбоновых эфиров. Традиционные пластификаторы на основе лигносульфонатов, суперпластификаторы на основе нафталина и меламина сульфоната диспергируют флокулированные частицы цемента посредством механизма электростатического отталкивания (см. коллоид). В обычных пластификаторах активные вещества адсорбируются на частицах цемента, придавая им отрицательный заряд, что приводит к отталкиванию между частицами. Суперпластификаторы лигнин, нафталин и меламинсульфонат являются органическими полимерами. Длинные молекулы обвиваются вокруг частиц цемента, придавая им сильный отрицательный заряд, благодаря чему они отталкиваются друг от друга.

Поликарбоксилатные эфиры (PCE) или просто поликарбоксилаты (PC), новое поколение суперпластификаторов, не только химически отличаются от более старых продуктов на основе сульфированного меламина и нафталина, но и механизм их действия также отличается, обеспечивая диспергирование цемента за счет стерической стабилизации, а не электростатическое отталкивание. Эта форма дисперсии обладает более мощным эффектом и обеспечивает улучшенное сохранение удобоукладываемости цементной смеси. Кроме того, химическая структура PCE допускает более высокую степень химической модификации, чем продукты предыдущего поколения, предлагая ряд характеристик, которые можно адаптировать для удовлетворения конкретных потребностей.

В древние времена римляне использовали кровь в качестве суперпластификатора для своих бетонных смесей.

Пластификаторы можно приобрести у местного производителя бетона.

Жидкость для мытья посуды можно также использовать в качестве простого пластификатора.

Пластификаторы для производства гипсокартона

Суперпластификаторы или Диспергаторы — это химические добавки, которые можно добавлять в смеси для стеновых плит для улучшения удобоукладываемости. Чтобы снизить затраты энергии при сушке стеновых плит, добавляют меньше воды, что делает гипсовую смесь очень непригодной для обработки и трудно смешиваемой, что требует использования пластификаторов, понизителей воды или диспергаторов.

Добавления диспергатора ~2 фунта на тысячу квадратных футов (тысяча квадратных футов стеновых плит толщиной 1/2 дюйма) (14,7 г/м2 стеновых плит) обычно достаточно. Некоторые исследования также показывают, что слишком большое количество лигносульфонатного диспергатора может привести к эффекту замедления схватывания. Данные показали, что образовались аморфные кристаллы, которые отвлекали от механического игольчатого взаимодействия кристаллов в ядре, препятствуя получению более прочного ядра. Сахара, хелатирующие агенты в лигносульфонатах, такие как альдоновые кислоты и экстрактивные соединения, в основном ответственны за замедление схватывания.

Диспергаторы обычно производятся из лигносульфонатов, побочного продукта бумажной промышленности. Суперпластификаторы High Range обычно производятся из конденсата сульфированного нафталина (производится в США компанией GEO Specialty Chemicals, Inc.), хотя в настоящее время доступны продукты нового поколения на основе поликарбоновых эфиров. Традиционные суперпластификаторы на основе лигносульфоната и нафталинсульфоната диспергируют флоккулированные частицы гипса посредством механизма электростатического отталкивания (см. коллоид). В обычных пластификаторах активные вещества адсорбируются на частицах цемента, придавая им отрицательный заряд, что приводит к отталкиванию между частицами. Лигнин и нафталинсульфонатные пластификаторы представляют собой органические полимеры. Длинные молекулы обвиваются вокруг частиц гипса, придавая им сильный отрицательный заряд, так что они отталкиваются друг от друга.

Пластификаторы для пластмасс

Пластификаторы для пластмасс представляют собой добавки, чаще всего фталаты, которые придают твердым пластикам, таким как ПВХ, желаемую гибкость и долговечность. Они часто основаны на сложных эфирах поликарбоновых кислот с линейными или разветвленными алифатическими спиртами с умеренной длиной цепи. Пластификаторы работают, встраиваясь между цепями полимеров, разделяя их (увеличивая «свободный объем») и, таким образом, значительно снижая температуру стеклования пластика и делая его мягче. Для пластиков, таких как ПВХ, чем больше пластификатора добавлено, тем ниже будет их температура холодного изгиба. Это означает, что он будет более гибким, хотя в результате его прочность и твердость снизятся. Некоторые пластификаторы испаряются и имеют тенденцию концентрироваться в замкнутом пространстве; «Запах новой машины» вызван в основном пластификаторами, испаряющимися из салона автомобиля.

Пластификаторы на основе сложных эфиров дикарбоновых/трикарбоновых кислот

• Пластификаторы на основе фталата используются в ситуациях, когда требуется хорошая устойчивость к воде и маслам. Некоторые распространенные фталатные пластификаторы:
  • Бис(2-этилгексил)фталат (ДЭГФ), используемый в строительных материалах, пищевой упаковке, детских игрушках, медицинских устройствах и пищевой пленке
  • Диизононилфталат (DINP), содержащийся в садовых шлангах, обуви, игрушках и строительных материалах
  • Бис(н-бутил)фталат (ДнБФ, ДБФ), используемый для изготовления целлюлозных пластиков, пищевых оберток, клеев, парфюмерии, а также в косметике — содержит около трети лаков для ногтей, блесков, эмалей и отвердителей, а также некоторые шампуни , солнцезащитные кремы, смягчающие кожу средства и средства от насекомых
  • Бутилбензилфталат (BBzP) содержится в виниловой плитке, дорожных конусах, пищевых конвейерных лентах, искусственной коже и пенопласте.
  • Диизодецилфталат (ДИДФ), используемый для изоляции проводов и кабелей, грунтовки автомобилей, обуви, ковров, покрытий для бассейнов
  • Ди-н-октилфталат (DOP или DnOP), используемый в напольных покрытиях, коврах, обложках для ноутбуков и взрывчатых веществах, таких как Semtex. Вместе с ДЭГФ это были самые распространенные пластификаторы, но теперь его подозревают в том, что он вызывает рак.
  • Диизооктилфталат (ДИОП), универсальный пластификатор для поливинилхлорида, поливинилацетата, каучуков, целлюлозных пластиков и полиуретана.
  • Диэтилфталат (ДЭП)
  • Диизобутилфталат (ДИБФ)
  • Ди-н-гексилфталат, используемый в напольных покрытиях, ручках инструментов и автомобильных деталях

• Тримеллитаты используются для внутренней отделки автомобилей и других применений, где требуется устойчивость к высоким температурам. У них крайне низкая волатильность.
  • Триметилтримеллитат (ТМТМ)
  • Три-(2-этилгексил)тримеллитат (TEHTM-MG)
  • Три-(н-октил, н-децил) тримеллитат (АТМ)
  • Три-(гептил,нонил)тримеллитат (LTM)
  • н-октилтримеллитат (ОТМ)

• Пластификаторы на основе адипатов используются для низкотемпературных или устойчивых к ультрафиолетовому излучению. Некоторые примеры:
  • Бис(2-этилгексил)адипат (ДЭГА)
  • Диметиладипинат (ДМАД)
  • Монометиладипат (MMAD)
  • Диоктиладипат (DOA)

• Пластификатор на основе себацината
  • Дибутилсебацинат (DBS)

• Малеаты
  • Дибутилмалеат (ДБМ)
  • Диизобутилмалеат (DIBM)

Прочие пластификаторы

• Бензоаты

• Эпоксидированные растительные масла

• Сульфонамиды
  • N-этилтолуолсульфонамид (o/p ETSA), орто- и пара-изомеры
  • N-(2-гидроксипропил)бензолсульфонамид (HP BSA)
  • N-(н-бутил)бензолсульфонамид (BBSA-NBBS)

• Органофосфаты
  • Трикрезилфосфат (ТКФ)
  • Трибутилфосфат (ТБФ)

• Гликоли/полиэфиры
  • Триэтиленгликольдигексаноат (3G6, 3GH)
  • Дигептаноат тетраэтиленгликоля (4G7)

• Полимерные пластификаторы

Некоторые другие химические вещества, работающие в качестве пластификаторов, включают нитробензол, сероуглерод и β-нафтилсалицилат. Было обнаружено, что пластификаторы, такие как ДЭГФ и ДОА, являются канцерогенами и эндокринными разрушителями.

Более безопасные пластификаторы

Разрабатываются более безопасные пластификаторы с лучшей биоразлагаемостью и меньшим биохимическим воздействием. Вот некоторые из таких пластификаторов:

• Моноглицериды ацетилированные; их можно использовать в качестве пищевых добавок

• Алкилцитраты, используемые в пищевой упаковке, медицинских изделиях, косметике и детских игрушках
  • Триэтилцитрат (ТЭЦ)
  • Ацетилтриэтилцитрат (АТЭЦ), более высокая температура кипения и более низкая летучесть, чем ТЭЦ
  • Трибутилцитрат (ТБС)
  • Ацетилтрибутилцитрат (АТВС), совместимый с ПВХ и сополимерами винилхлорида
  • Триоктилцитрат (ТОС), также используемый для жевательных резинок и лекарств с контролируемым высвобождением
  • Ацетилтриоктилцитрат (АТОС), также используемый в качестве печатной краски
  • Тригексилцитрат (ТГК), совместимый с ПВХ, также используемый для лекарств с контролируемым высвобождением
  • Ацетилтригексилцитрат (АТНС), совместимый с ПВХ
  • Бутирилтригексилцитрат (BTHC, тригексил или -бутирилцитрат), совместимый с ПВХ
  • Триметилцитрат (ТМС), совместимый с ПВХ

Пластификаторы для энергетических материалов

Для энергетических материалов, особенно ракетных топлив (например, бездымных порохов), часто используются пластификаторы на основе нитратов. Вот некоторые из таких пластификаторов:

• Нитроглицерин (НГ)
• Тринитрат бутантриола (BTTN)
• Динитротолуол (ДНТ)
• Тринитрат метриола (METN)
• Диэтиленгликоль динитрат (ДЭГН)
• Бис(2,2-динитропропил)формаль (БДНПФ)
• Бис(2,2-динитропропил)ацеталь (БДНПА)
• 2,2,2-тринитроэтил 2-нитроксиэтиловый эфир (ТНЭН)

Из-за вторичных спиртовых групп НГ и БТТН имеют относительно низкую термическую стабильность. МЕТН, ДЭГН, БДНПФ и БДНПА имеют относительно низкую энергию. NG и DEGN имеют относительно высокое давление паров. [1]